DE1936499A1

DE1936499A1 - Druckgefaess

Info

Publication number: DE1936499A1
Application number: DE19691936499
Authority: DE
Inventors: Albert Jubb
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1968-07-17
Filing date: 1969-07-17
Publication date: 1970-02-05
Also published as: GB1161670A; FR2013135A1; JPS4937935B1; CH500364A; US3640032A

Description

PATENTANWALTE

DIPL-ING. CURT WALLACH DIPL.-ING. GÜNTHER KOCH 1936499 DR. TINO HAIBACH

8 MÜNCHEN 2, IJ. Juli I969 unser ZEiCHENl 12155 - K/vM

Rolls-Royce Limited, Derby, Derbyshire, England.

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Druckgefäß

Die Erfindung betrifft ein Druckgefäß und insbesondere, aber nicht ausschließlich ein aus vorgespanntem Beton bestehendes Druckgefäß, welches ein Kraftwerk beherbergt, das aus einem Kernreaktor und einem Gasturbinentriebwerk mit geschlossenem Kreislauf besteht.

Wenn ein solches Kraftwerk in einem aus vorgespanntem Beton bestehenden Gefäß untergebracht wird, ist es erforderlich, daß wenigstens das Gasturbinentriebwerk aus dem Druckgefäß entnommen werden kann, um es zu warten. Es ist deshalb notwendig, das Druckgefäß mit einer öffnung auszustatten, durch die das Gasturbinentriebwerk herausgezogen werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verschlußorgan für eine solche Öffnung zu schaffen, wobei dieses Verschlußorgan entnehmbar ist und den einstückigen Aufbau des Druckgefäßes insgesamt nicht wesentlich beeinträchtigt, wenn es in Verschlußstellung befindlich ist.

Gemäß der Erfindung besteht das Verschlußorgan für ein Druckgefäß aus zwei relativ zueinander beweglichen Teilen, von denen der eine Teil dazu dient, eine Öffnung zu schließen, die in dem Druckgefäß vorhanden ist,und von denen der andere vom Druckgefäß durch den ersten Teil distanziert ist und am Druckgefäß an wenigstens zwei Punkten durch wenigstens ein Kabel od.dgl. festlegbar ist, wobei die

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Anordnung derart getroffen ist, daß im Gebrauch eine Relativbewegung der Teile die Spannung in dem Kabel erhöht und diese Spannung wirkt über den anderen Teil und drückt den ersten Teil auf. einen Abschnitt des Druckgefäßes, der die öffnung umgibt*

Die Teile können so ausgebildet sein, daß ein strömungsmitteldichter Abschluß geschaffen wird, der an eine Hochdruckströmungsmittelquelle angeschlossen werden kann, so daß das Strömungsmittel die Relativbewegung bewerkstelligen kann.

Vorzugsweise besteht der erste Teil aus einem ersten Stahldeckel und der zweite Teil besteht aus einem zweiten Stahldeckel, der mit einer Betonschicht abgedeckt ist, über die wenigstens ein Kabel hinwegläuft.

Die Erfindung betrifft auch ein Druckgefäß, das mit einem Verschlußorgan gemäß der Erfindung ausgestattet ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das vorgespannte Druckgefäß mit mehreren vorgespannten Kabeln versehen, die durch das Material des Druckgefäßes senkrecht zur Oberfläche des Druckgefäßes hindurchgeführt sind, das mit der öffnung ausgestattet ist, wobei wenigstens ein Kabel über den anderen Teil geführt ist und zwischen zwei vorgespannten Kabeln festgelegt ist, die auf gegenüberliegenden Seiten der öffnungen liegen.

Vorzugsweise ist der andere Teil an dem Druckgefäß über mehrere Kabel angeschlossen, die zwischen zwei vorgespannten Kabel festgelegt sind, welche wiederum auf gegenüberliegenden Seiten der öffnung liegen. Stattdessen können die Kabel auch rautenförmig über dem anderen Teil angeordnet sein.

Die Befestigungskabel und die Vorspannkabel bestehen vorzugsweise aus Stahl.

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Das Material des Druckgefäßes kann Beton sein.

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Nachstehend wird ein Autführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt eines Teils eines vorgespannten Betondruckgefäßes gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Grundrißansicht eines Teils des Druckgefäßes nach Fig.l.

Fig. 1 zeigt ein vorgespanntes Betondruckgefäß 10, das ein Kraftwerk (nicht dargestellt) enthält« welches aus einem Gasturbinentriebwerk mit geschlossenem Kreislauf und mehreren Wärmeaustauschern im Strömungsmittelpfad und einem Kernreaktor besteht, der das Arbeitsmittel der Gasturbine erhitzt, bevor es in die Turbine des Triebswerks eintritt. Die Gasturbine und die ihr zugeordneten Wärmeaustauscher liegen innerhalb einer im wesentlichen zylindrischen Hülse 12, die in einer im wesentlichen zylindrischen Ausnehmung 14 in der oberen Oberfläche 16 des Druckgefäßes 10 entnehmbar gelagert ist. Die Ausnehmung 14 ist mit einer dünnen Stahlauskleidung 1δ ausgestattet, deren oberes Ende 20 am inneren Umfang eines Stahlbandes 22 angeschweißt ist. Das Stahlband 22 1st innerhalb eines weiteren Bandes 24 angeschweißt, dessen unterer Teil seinerseits innerhalb eines hohlen Flansches 26 angeschweißt ist, der in einer flachen ringförmigen Ausnehmung 28 in der Oberfläche 16 koaxial zu der Ausnehmung 14 liegt*

Das Druckgefäß ist mit einer großen Zahl von Stahlvorspannkabeln JO ausgestattet, von denen nur zwei dargestellt sind, die durch nicht-dargestellte Rohre hindurchlaufen, welche in den Beton eingeformt oder in diesen eingebettet sind, und sich im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche 16 erstrecken. Wenigstens ein Teil der Kabel 30 läuft durch die Löcher 32 im Flansch 26 hindurch* Die Ausnehmung 12 wird auf diese Weise von im Winkelabstand zueinander liegenden Kabeln 30 umgeben, die sämtlich in einer Richtung parallel zur Achse verlaufen.

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Die Kabel 30 sind durch nicht-dargestellte Mittel an der· Unterseite des Druckgefäßes 10 befestigt. Bei der Herstellung des Druckgefäßes 10 wird eine beträchtliche Spannung auf die Kabel 30, z.B. durch hydraulische Kolbenantriebe ausgeübt, um sie zu spannen. Während die Kabel gedehnt werden, werden ihre oberen Enden 34 innerhalb zylindrischer Pestlegeorgane 36 mittels nicht-dargestellter Spannhülsen festgelegt. Die meisten der Befestigungsorgane 36 übertragen die Spannung in ihren Kabeln 30 auf die Oberfläche 16 des Druckgefäßes 10 direkt, während jene Festlegeorgane 36, die an den Kabeln 30 ansetzen, die durch den Flansch 26 hindurchgeführt sind, die Spannung ihrer jeweiligen Kabel 30 auf das übrige Druckgefäß 10 über den Flansch 26 übertragen, außer wie nachstehend beschrieben.

Der Beton des Druckgefäßes 10 wird daher durch die Kabel 30 unter Druck gehalten.

Die Ausnehmung 14 ist mit einem Verschlußorgan versehen, das insgesamt durch das Bezugszeichen 40 gekennzeichnet ist und aus einem inneren, im wesentlichen halbkugelförmigen Stahldeckel 42 besteht, der mit der Hülse 12 zusammenwirkt und diese schließt, und außerdem ist ein äußerer, im wesentlichen halbkugelförmiger Stahldeckel 44 vorgesehen, der konzentrisch zu dem Deckel 42' im Abstand zu diesem liegt. Die Deckel 42 und 44 sind relativ in einer Richtung parallel zur Achse der Ausnehmung 14 beweglich und mit entsprechenden aufeinander ausgerichteten Löchern 46,48 versehen, die koaxial zu der Ausnehmung 14 verlaufen und außerdem sind sie mit einer Mehrzahl, z.B. mit vier oder mehr, Paaren von aufeinander ausgerichteten Löchern ausgestattet, wobei zwei der Paare bei 50 und 52 dargestellt sind. Die Achsen der Paare 50,52 der Löcher liegen im wesentlichen paxrarell zur Achse der Ausnehmung 14. Eine Abtriebswelle 54 des Gasturbinentriebwerks erstreckt sich durch die Löcher 46 und 48, während die Kanäle 56,58 Wärmeaustauscher-Strömungsmittel nach den Wärmeaustauschern des Gasturbinentriebwerks und von diesem weg leiten und sich durch die Paare 50,52 der Löcher erstrecken.

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Eine ringförmige.Labyriniiüichtung 60 umgibt die Welle 54 koaxial und dichtet radial die inneren Oberflächen der Löcher 46,48 ab. Weitere nicht-dargestellte Dichtungen können mit· der Welle 54 zusammenwirken, falls dies erforderlich ist. Die äußeren Oberflächen der Kanäle 56,58 sind gegenüber dem inneren Deckel 52 durch flexible balgenartige Dichtungen 61,62 abgedichtet und außerdem gegenüber dem äußeren Deckel 44 durch flexible balgartige Dichtungen 63,64. Außerdem können weitere Dichtungen (nicht dargestellt) vorgesehen werden, die mit den Kanälen 56,58 zusammenwirken.

Die Deckel 42,44 sind mit radial nach außen vorspringenden Flanschen 66,68 versehen, die in Ibenen parallel zur Oberfläche 16 verlaufen und durch entfernbare Keile 70 distanziert sind. Der innere Deckel 42 ist an seiner radial äußeren Oberfläche mit einer rings umlaufenden Nut 72 versehen, die koaxial zur Ausnehmung 14 verläuft und einen Dichtungsring 74 aufnimmt, der dichtungsmäßig mit der radial inneren Oberfläche des äußeren Deckels 44 im Bereich des Flansches 68 zusammenwirkt. Eine Anzahl von Bohrungen 76 verläuft durch den Flansch 68 des äußeren Deckels 44 und steht mit dem eingeschlossenen Raum 78 in Verbindung, der zwischen den Deckeln 42 und 44 ausgebildet. 1st.

Der Flansch 66 des inneren Deckels 62 ist bei 80 an einen radial nach außen vorstehenden Flansch 82 verbolzt, der an dem Band 24 vorgesehen ist. Flexible Metalldichtungsringe 84,86 sind jeweils, wienachstehend beschrieben, zwischen dem Flansch 66 und einem zusammengesetzten Metallband 88 und zwischen dem Flansch 68 und dem Band 88 verschweißt, wobei das Band 88 an dem Flansch 26 verschweißt ist und aus mehreren individuellen, miteinander verschweißten Bändern besteht.

Der innere Deckel 42 ist im Bereich des Flansches 66 mit einem radial nach innen einstehenden hohlen Ring 90 versehen, der eine Doppelhaut über jenem Teil des inneren Deckels 42 bildet, der nicht vom äußeren Deckel 44 umgeben ist.

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Die radial äußere Oberfläche des äußeren Deckels 44 ist mit einer Schicht 92 aus Beton oder anderem lastverteilenden Material versehen, über welchem mehrere Stahlkabel 94 verlaufen. Die Kabel 9k erstrecken sich zwischen diametral gegenüberliegenden Punkten des Verschlußorgans 40 und ihre Anordnung ergibt sieh schematisch aus Fig.3· Es ist ersichtlich, daß die Kabel 94 so angeordnet werden müssen, daß sie die Welle 54 und die Kanäle 56,58 nicht treffen. Gegenüberliegende Enden der Kabel 94 sind jeweils an diametral gegenüberliegenden Festlegemitteln j56 rund um die Ausnehmung 14 herum befestigt.

Stattdessen können die Kabel 94 auch in Rautenform über der Betonschicht 92 angeordnet sein.

Wenn es erforderlich ist, das Verschlußorgan 40 auf dem Druckgefäß 10 zu befestigen, dann wird die Hülse 17 mit dem Verschlußorgan 40, das daran durch nicht-dargestellte Mittel befestigt ist, in die Ausnehmung 14 abgesenkt, bis der Flansch 66 des inneren Deckels 42 auf den Bändern 22,24 ruht und die Bolzen 80 werden festgezogen. Die Kabel 94 werden dann über die Schicht 92 des Betons auf dem äußeren Deckel 44 gelegt, wie vorstehend beschrieben,und fest zwischen entsprechenden Festlegemitteln 36 verspannt.

Ein unter Hochdruck stehendes Strömungsmittel im typischen Fall unter einem Druck von 1000 psi wird dem abgedichteten Raum 78 zwischen den Deckeln 42,44 über die Bohrungen 76 zugeführt, so daß der äußere Deckel 44 relativ zu dem inneren Deckel 42 angehoben wird. Der Druck des Strömungsmittels wird so gewählt, daß gewährleistet wird, daß der Deckel 44 eine größere Kraft auf die Kabel 94 ausübt, als dies unter normalen Lastbedingungen geschieht. Während der äußere Deckel 44 angehoben wird, werden die Keile 70 in ihre Lage zwischen den Flanschen 66,68 gebracht, so daß der äußere Deckel 44 in angehobener Stellung verbleibt. Dann kann das Hochdruckströmungsmittel von seiner Quelle abgeschaltet werden und die Dichtungsringe 84,86 können an ihre Stelle geschwißt werden.

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Das Verschlußorgan 40 wird so in Eingriff mit dem Teil des Druckgefäßes 10 gebracht, der die Ausnehmung 14 umgibt, indem wenigstens ein Teil der Spannung in den Kabeln 30 und der Spannung in den Kabeln 94 nach jenem Abschnitt des Druckgefäßes 10 übertragen wird, der die Ausnehmung 14 umgibt, und zwar über das Verschlußorgan 40 und die Bänder 22,24.

Der Strömungsmitteldruck in dem Raum 73 kann so gewählt werden, daß gewährleistet wird, daß der Deckel 44 eine Kraft auf die Kabel 94 ausübt, die ausreicht, um die Befestigungsmittel 36 vom Plansch 26 abzuheben, so daß die Spannung in den Kabeln 30 erhöht wird. In diesem Fall wird die gesamte Spannung in den Kabeln 30 und 94 auf den Abschnitt des Druckgefäßes 10 Über das Abschlußorgan 40 und die Bänder 22,24 übertragen, das die Ausnehmung 14 umgibt.

Stattdessen können die Kabel 94 an der oberen Oberfläche 16 des Druckgefäßes 10 unabhängig von den Befestigungsmitteln 36 und den Kabeln 30 befestigt sein. In diesem Fall wird der Strömungsmitteldruck in dem Raum 78 so gewählt, daß gewährleistet wird, daß der Deckel 44 eine größere Kraft auf die Kabel 94 ausübt, als es unter normalen Arbeltsbedingungen der Fall wäre.

Wenn das Verschlußorgan 40 vom Druckgefäß 10 entfernt wird, dann wird der Beton des Druckgefäßes 10, der die Ausnehmung 14 umgibt, durch die Kabel 30 noch unter Druck gehalten.

Es können außer Beton auch noch andere Werkstoffe zum Aufbau des Druckgefäßes benutzt werden, z.B. Gußeisen.

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Claims

^ Patente ns prüche:

Γ1/Abschlußorgan für ein Druckgefäß,

dadurch gekennzeichnet, .

daß es aus zwei relativ zueinander beweglichen Teilen besteht, von denen der eine eine öffnung im Druckgefäß schließt und der andere vom Druckgefäß durch den ersten Teil im Abstand gehalten wird und am Druckgefäß an wenigstens zwei Punkten durch wenigstens ein Kabel od.dgl. festgelegt ist, wobei die Anordnung derart getroffen ist, daß im Betrieb eine Relativbewegung der Teile die Spannung in dem Kabel oder den Kabeln vergrößert und diese Spannung über den anderen Teil, dem besagten ersten Teil, in Eingriff mit einem Abschnitt des Druckgefäßes bringt, der die öffnung umgibt.
2. A"bschlußorgan nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Teile eine strömungsmltteldlchte Kammer definieren, die mit einer Hochdruckströmungsraittelquelle verbunden werden kann, derart, daß das unter Druck stehende Strömungsmittel die Relativbewegung bewirkt. .
3. Abschlußorgan nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der eine Teil aus einem Stahldeckel besteht und daß der andere Teil* aus einem zweiten'Stahldeckel besteht, der mit einer Betonschicht bedeckt 1st,, über die wenigstens ein Kabel gelegt ist.
4. druckgefäß,

dadurch gekennzeichnet,

daß es mit einem Verschlußorgan gemäß den Ansprüchen 1 bis 3 ausgestattet ist.
5. Druckgefäß nach Anspruch 4,

dadurch g e^e-n-n ä e 1 c h η e t ,

daß mehrere vorgespannte Kabel vorgesehen sind, die sich über

. das Material des Druckgefäßes in einer Richtung Im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Druckgefäßes erstrecken, die die

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Öffnung enthält und daß wenigstens ein Kabel über den zweiten Teil geführt und zwischen zwei vorgespannten Kabeln befestigt ist, die auf gegenüberliegenden Selten der öffnung angeordnet sind.
6. Druckgefäß nach Anspruch 5>

dadurch gekennzeichnet , daß der andere Teil im Druckgefäß durch mehrere Kabel gesichert

. ist, von denen jedes zwischen zwei Vorspannkabeln befestigt ist, die auf gegenüberliegenden Seiten der öffnung angeordnet sind.
7. Druckgefäß nach Anspruch 5,

dadurch ge kennzeichnet , daß die Kabel rautenförmig über dem anderen Teil angeordnet sind.
8. Druckgefäß nach den Ansprüchen 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannkabel aus Stahl bestehen.
9. Druckgefäß nach den Ansprüchen 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgefäß aus Beton besteht.

ORIGINAL INSPECTED

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