DE1919338A1

DE1919338A1 - Top cover for fast nuclear reactors

Info

Publication number: DE1919338A1
Application number: DE19691919338
Authority: DE
Inventors: Karl Schaller
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1968-05-06
Filing date: 1969-04-16
Publication date: 1970-03-12
Also published as: NL6906571A; JPS4930999B1; ES170728U; FR1572466A; CH506860A; ES170728Y; GB1195819A; LU58480A1; DE1919338B2; BE730974A

Description

Oberseitige Abdeckung für schnelle Kernreaktoren Die Erfindung bezieht sich auf eine oberseitige Abdeckung für schnelle Kernreaktoren, die im Falle eines plötzlichen Druckanstieges als Ventil wirken kann. Top Cover for Fast Nuclear Reactors The invention relates to on a top cover for fast nuclear reactors, which in the event of a sudden increase in pressure can act as a valve.

Bei mit Natrium gekühlten schnellen Reaktoren weisen die Behälter, die den Reaktorkern und das Isatrium umschlieden, nur eine sehr geringe Wandstärke auf, da bia der bei diesen Kernreaktoren nur sehr geringe mittlere Druck des Schutzgases keine dickwandige Behalter erforderlich macht. Was nun die oberseitige Abdeckung eines solchen Kernreaktors anbelangt, so ist dieses Dach im allgemeinen ebenfalls von sehr geringer Wandstärke, jedoch darf seine Festigkeit wegen der erheblichen Verformungen, die schon beim normalen Reaktorbetrieb auftreten und mit erheblichen Biegespannungen einhergehen, nicht unter einen gewissen Grenzwert absinken. Nun ist jedoch der Behälter bei einem Betriebsunfall, der mit einem starken Druckanstieg verbunden ist, im hohen Maße einer Bruchgefahr ausgesetzt, und man muß dann ein Ausfließen von Natrium in den den Behälter umgebenden Raum vermeiden. Unglücklicherweise besteht nun wegen der geringen Wandstärke des Behalters in hohem Maße die Gefahr, dab der Bruch längs einer Erzeugenden auftritt. In the case of fast reactors cooled with sodium, the containers which enclosed the reactor core and the isodium, only a very small wall thickness because the mean pressure of the protective gas in these nuclear reactors is very low does not require a thick-walled container. Now what about the top cover As far as such a nuclear reactor is concerned, this roof is generally also of very small wall thickness, however, its strength may be due to the considerable Deformations that occur during normal reactor operation and with considerable Bending stresses go hand in hand, do not fall below a certain limit value. so however, in the event of an industrial accident, the container is the one with a sharp rise in pressure connected, exposed to a high risk of breakage, and you must then avoid an outflow of sodium into the space surrounding the container. Unfortunately, because of the small wall thickness of the container, there is now a high Measure the risk that the break will occur along a generatrix.

Es ist daher von größter Wichtigkeit, Maßnahmen zu treffen, damit -die oberseitige .'ibdeckunb des Kernreaktors ungeachtet des oben erwähnten Umstandes, daß es für dessen Schwächung Grenzen gibt, die Zone des geringsten Widerstandes -d-arstellt. It is therefore of the utmost importance to take action with it -the top cover of the nuclear reactor regardless of the above-mentioned circumstance, that there are limits to its weakening, the zone of least resistance -d-shows.

Zur Erreichung dieses Zieles sind bereits verschiedene Lösungen vorgeschlagen worden. Eine dieser Lösungen besteht darin, ein Gesamtgebilde aus Behälter und Abdeckung-zu schaffen, das hohen Drucken zu wideratehen vermag und nur geringe Verformungen erfährt. Eine solche Lösung weist jedoch zwei hauptsächliche Nachteile auf. Zum einen besteht eine -erhebliche Unsicherheit über die Größe der im Laufe eines den -Behälter betreffenden Unfalles frei werdenden Energien, und zum anderen kann ein plötzlicher Druckanstieg Zonen mi-t herabgesetztem Widerstand entstehen lassen, die einer Bruchgefahr ausgesetzt sind. Various solutions have already been proposed to achieve this goal been. One of these solutions is to create an overall structure consisting of a container and a cover create that is able to withstand high pressure and experiences only minor deformations. However, such a solution has two main disadvantages. For one thing, there is a -considerable uncertainty about the size of the container in the course of a Accident released energies, and on the other hand, a sudden increase in pressure Create zones with reduced resistance that are exposed to a risk of breakage are.

Eine zweite bekannte Lösung besteht darin,- ein Dach min sehr geringer Wandstärke vorzusehen, das na-ch -einer geringen Verformung von am Boden des Behälters befestigten Trägern g'ehalten wird, die ihrerseits nur dann eine Abknickung erfåhrèt,-wenn der Druckanstieg in dem Behälter sehr groß Auch die erfindungsgemäße Lösung nimmt ihres Zuflucht zu der Verwendung eines ol-chen sehr dünnwandigen Daches. A second known solution is - a roof min very less Provide wall thickness after a slight deformation of the bottom of the container fastened girders is held, which in turn only experiences a kink if the pressure increase in the container is very large. The solution according to the invention also increases their resort to the use of an ol-chen, very thin-walled roof.

Genauer gesagt betrifft die Erfindung eine oberseitige Abdeckung für schnelle Kernreaktoren, die im Falle eines plötzlichen Druckanstiegs als Ventil wirken kann und sich kennzeichnet durch einen zweiteiligen Aufbau aus einerseits einem eigentlichen Dach von geringer Wandstärke-, das mit einer Wärmedämmschicht überogen ist und eine gute Dehnbarkeit und eine ausgeprägte Beständigkeit gegen Stoßbeanspruchung aufweist, und andererseits mehreren Trägern aus einem dem Dachmaterial im Ausdehnungskoeffizient;en gleichen, aber nur eine sehr geringe Schlagzählgkeit aufweisenden Material, die in die Wärmedämmschicht eingeoettet sind und über Klammern so lose an dem Dach anliegen, daß sie sich in Längsrichtung frei verschieben könen, Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung lassen sich aus der nachstehenden Beschreibung ersehen, die unter Bezugnahme auf die Zeichnung eine die Erfindungallerdins lediglich erläuternde, nicht aber einschränkende AusführungsfoYm für eine erfindungsgemäß ausgebildete oberseitige Abdeckung für Kernreaktoren behandelt. More specifically, the invention relates to a top cover for fast nuclear reactors that act as a valve in the event of a sudden pressure increase can act and is characterized by a two-part structure on the one hand an actual roof of low wall thickness - that with a thermal insulation layer is overwhelming and has good elasticity and a pronounced resistance to Has impact stress, and on the other hand a plurality of beams from one of the roofing material in the expansion coefficient; they are the same, but only a very low number of blows having material, which are embedded in the thermal insulation layer and over brackets lie so loosely on the roof that they can move freely in the longitudinal direction, Further features and advantages of the invention can be derived from the description below see which, with reference to the drawing, the invention of allerdins only explanatory, but not restrictive, embodiment for an embodiment according to the invention Treated trained top cover for nuclear reactors.

In der Zeichnung sind: -Fig. 1 ein vertikaler Axialschnitt durch den oberen Teil eines mit einer erfindungsgemäßen Abdeckung versehenen Behälters; und Fig. 2 eine ebene Aufsicht auf die von ihrer Wärmedämmschicht befreite Abdeckung gemäß Fig. 1. In the drawing are: -Fig. 1 is a vertical axial section through the upper part of a container provided with a cover according to the invention; and FIG. 2 is a plan view of the cover from which its thermal insulation layer has been removed according to FIG. 1.

Wie man aus der Zeichn ung sieht, weist die erfindungsgemäß ausgebildete oberseitige Abdeckung, die auf einem Kernreaktorbehälter 1 ruht, einerseits ein Dach 2 im eigentlichen Sinne, das eine sehr geringe Wandstärke aufweist und von einer Wärmedämmschicht 3 überzogen ist, und andererseits Träger 4 auf, die in die Wärmedämmschicht 3 eingebettet sind und durch Klammern oder Krampen 5 an das eigentliche Dach 2 angedrückt werden. illit der Bezu;szahI 6 ist der ringförmige versteifte außenrand des eigentlichen Daches -2 bezeichnet, der aus einem Blech aus einem rostfreiem, stark legiertem Stahl besteht, der eine gute Dehnbarkeit und eine sehr hohe Schlagzähigkeit aufweist. As you can see from the drawing, the inventively designed top cover, which rests on a nuclear reactor vessel 1, on the one hand Roof 2 in the real sense, which has a very small wall thickness and of a thermal insulation layer 3 is covered, and on the other hand carrier 4 on, which are embedded in the thermal insulation layer 3 and by clips or staples 5 be pressed against the actual roof 2. illit the reference figure 6 is the ring-shaped one stiffened outer edge of the actual roof -2 referred to, which is made of a sheet metal consists of a stainless, strongly alloyed steel, which has good ductility and has a very high impact strength.

Die Träger 4 haben einen T-förmigen Querschnitt, sind geschmiedet und bestehen aus einem rostfreiem Stahl, der denselben Ausdehnungskoeffizienten wie das Material des eigentlichen Daches 2, jedoch eine sehr geringe Schlagzähigkeit aufweist; sie können beispielsweise aus einer Stahllegierung bestehen, wie sie als Neutronenschutz bei Kernreaktoren Verwendung findet und die einen prozentualen Anteil an Kohlenstoff von maximal 0,07, an Chrom von 25, an Nickel von 10 und an Bor von 2 aufweist. The carriers 4 have a T-shaped cross section and are forged and are made of a stainless steel that has the same coefficient of expansion like the material of the actual roof 2, but with a very low impact strength having; they can for example consist of a steel alloy as they are Neutron protection is used in nuclear reactors and has a percentage of carbon of 0.07 maximum, of chromium of 25, of nickel of 10 and of boron of 2 has.

Die Träger 4 sind längs Radien des eigentlichen Daches 2 angeordnet, das die Form eines Kreises um die Achse X-X als Mittelpunkt aufweist. Durch ihre Einbettung in die Wärmedämmschicht 3 befinden sich die Träger 4 auf der gleichen Temperatur wie das eigentliche Dach 2. Sie widersetzen sich Verformungen des eigentlichen Daches 2 nach oben und nanh unten und nehmen die Biegemomente auf. The beams 4 are arranged along radii of the actual roof 2, which has the shape of a circle around the axis X-X as the center. Through her Embedding in the thermal insulation layer 3, the carrier 4 are on the same Temperature like the actual roof 2. They resist deformations of the actual Roof 2 up and down and absorb the bending moments.

Die Klammern 5 dienen dazu, die Träger 4 zu halten, pressen diese jedoch nicht gegen das eigentliche Dach 2. Sie sind ganz im Gegenteil so lose angeordnet, daß die Träger 4 eine völlige Freiheit zu Verschiebungen in ihrer Längsrichtung behalten. The clamps 5 are used to hold the carrier 4, press them but not against the actual roof 2. On the contrary, they are loosely arranged that the carrier 4 is completely free to move in its longitudinal direction keep.

Im Verlaufe des Reaktorbetriebes zeigt die erfidndungsgemäß auegebildete oberseitige Abdeckung folgendes Verhaltens a) Im Falle eines plötzlichen Druckanstieges zerbrechen die Träger 4 sofort und geben das eigentliche Dach 2 frei, das sich dann verformen und schließlich a.ufreißen kann. In the course of the reactor operation, the embodiment according to the invention shows Top-side coverage of the following behavior a) In the event of a sudden If the pressure increases, the beams 4 break immediately and release the actual roof 2, which can then deform and finally tear open.

b) Für den Fall von Druckänderungen normaler Größe werden diese Änderungen von den Trägern 4 aufgenommen, die ihrerseits Verformungen des eigentlichen Daches 2 begrenzen. b) In the event of pressure changes of normal size, these changes will absorbed by the beams 4, which in turn deformations of the actual roof 2 limit.

Claims

1. Top cover for fast nuclear reactors, labeled by a two-part structure on the one hand an actual roof (2) from one andstsrke, which is covered with a thermal insulation layer (3) and a good one. Extensibility and has excellent resistance to impact stress, and on the other hand several girders (4) made of one of the same coefficient of expansion as the roofing material, but only a very low impact strength material that is in the thermal insulation layer (3) are embedded and rest loosely on the roof (2) via clamps (5) that they can move freely in the longitudinal direction.

2. Cover according to claim 1, characterized in that the carrier (4) run radially to the actual roof (2).

3. Cover according to claim 1 or 2, characterized in that the Carrier (4) each have a T-shaped cross section.

4. Cover according to one of claims 1 to 3, characterized in that that both the actual roof (2) as well as the carrier (4) - made of stainless steel exist.