DE1957950A1

DE1957950A1 - Druckbehaelter

Info

Publication number: DE1957950A1
Application number: DE19691957950
Authority: DE
Inventors: Jack Picaut; Andre Puyo; Robert Saglio
Original assignee: Coyne et Bellier Bureau dIngenieurs Conseils SA
Current assignee: Tractebel Engineering SA
Priority date: 1968-11-28
Filing date: 1969-11-18
Publication date: 1970-06-25
Also published as: FR1593738A; SE348585B; US3618818A

Description

COYNE EO? BELLIER, Bureau d'Ingenieurs Oonseils,
Paris (Frankreich)

Druckbehälter

Die Erfindung betrifft einen Druckbehälter, der durch mindestens einen unter Spannung stehenden, in regelmäßigen Abständen auf seinem Umfang aufliegenden Vorspannungsreifen vorgespannt ist.

Druckbehälter für hohe Drücke, wie sie beispielsweise als Reaktordruckgefäß^ oder zur Aufnahme verflüssigter Gase, beispielsweise Stickstoff und dgl., verwendet werden, werden immer häufiger in Längs- und/oder Querrichtung vorgespannt. Hierbei wird der im Inneren des Behälters herrschende Druck von den auf den Werkstoff des Behälters (beispielsweise Beton oder Metall)

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ausgeübten Druckkräften ungefähr kompensiert, wodurch die in der Wandung auftretenden Spannungen stark herabgesetzt werden.

Die Quervorspannung kann insbesondere bei im wesentlichen zylindrischen Behältern mithilfe von Reifen erzeugt werden, die über die Länge des Behälters in regelmäßigen Abständen verteilt angeordnet sind.

Es sind bereits derartige Reifen bekannt, die von einem in mehreren Schichten um den Behälter gewickelten Seil gebildet sind. Dieses Seil besteht in den meisten Pällen aus verdrehten oder parallel iibereinandergelegten Drähten und weist einen etwa kreisförmigen Querschnitt auf, so daß zwischen den nebeneinanderliegenden Windun—. gen Leerräume bestehen und die einzelnen Schichten nicht in durchgehenden Linien miteinander in Kontakt sind (punktförmige Berührungsstellen).

Es wurde deshalb bereits vorgeschlagen, die Reifen aus Stahldrahtwieklungen zu bilden, deren einzelne Schichten durch Bleche voneinander getrennt sind, in welchen sich der Draht beim Anspannen einfrisst. Man erreicht hierdurch eine Verkleinerung der Leerräume und eine bessere Verteilung der Kräfte. Derartige Reifen sind jedoch komplizierter und schwieriger herzustellen.

Ziel der Erfindung ist es, kompakte und einfach ausgebildete Vorspannungsreifen zu schaffen, durch welche die Spannungen einwandfrei verteilt werden.

Zu diesem Zweck ist der erfindungsgemäß mit mehreren gleichmäßig über seine Länge verteilten Quervorspan-

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nungsreifen versehene Druckbehälter dadurch gekennzeichnet, daß jeder Reifen aus mindestens einer Metallbandwicklung besteht, die auf in regelmäßigen Abständen am Umfang des Druckbehälters aufliegenden Sätteln ruht und deren äußerste Windung durch mehrere, diese gegen die anderen Windungen pressende elastische Organe festgehalten ist.

Vorzugsweise sind an mehreren Sätteln in regelmäßigen. Abständen Klemmvorrichtungen vorgesehen,die die Windungen jedes Bandes festpressen.

Dadurch, daß die Reifen aus Bandwicklungen bestehen, können die Kräfte gleichmäßig auf die Sättel und damit auf den Druckbehälter übertragen werden. Dadurch, daß die oberste Windung der Wicklung durch federnde Organe festgehalten wird, wird ein Aufrollen oder eine Verschiebung der Wicklung verhindert. Durch die Verwendung einer gewissen Anzahl von verstellbaren federnden Klemmvorrichtungen, welche die Wicklung gleichzeitig an ihrem Ende und an mehreren gleichmäßig voneinander entfernten Stellen am Umfang des Druckbehälters halten, verringert sich die von jeder Klemmvorrichtung zu liefernde Kraft,und wird dem Reifen Widerstand gegen Kräfte geboten, die die äußerste Windung zerreissen könnten. Jede Gefahr eines Aufrollens der Folie ist somit verhindert.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, wobei auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird. Es zeigen?

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Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen Abschnitt eines Druckbehälters für hohe Drücke.

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt nach der Linie H-II von Fig. 1.

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung einer zur Befestigung eines Vorspannungsreifens dienenden Klemmvorrichtung.

Fig. 1 zeigt einen Teil der Wandung eines Druckbefe hälters 1, der vorzugsweise aus einem im wesentlichen zylindrischen, an beiden Enden durch einen Boden abgeschlossenen Faß besteht, d.h. im wesentlichen einen Rotationskörper darstellt. Die einzelnen Wandabschnitte sind also untereinander gleich· .

Der Druckbehälter 1 besteht beispielsweise aus Beton oder Metall oder aus einem beliebigen anderen Werkstoff und dient beispielsweise zur Aufnahme eines Reaktorkernes oder eines verflüssigten Gases oder anderer unter Druck stehender Stoffe, die von der Umgebung hermetisch isoliert werden müssen. Er muß also sehr hohen Drücken standhalten können und es dürfen gleichzeitig in ihm keinerlei Leckstellen auftreten.

Zu diesem Zweck wird der Werkstoff des Druckbehälters mindestens in radialer Richtung vorgespannt. Hierdurch wird ihm in leerem Zustand eine Kompressionsespannung verliehen, die seinen Betriebsdruck ausgleichen soll. Diese Vorspannungskraft wird von Vorspannungsreifen ausgeübt, die in regelmäßigen Abständen über die gesamte Länge des Mantels des Druckbehälters verteilt angeordnet sind.

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Der Druckbehälter ist hierzu an seinem Umfang an der Stelle jedes Vorspannungsreifens mit einer Reihe von regelmäßig verteilt angeordneten Sätteln- 2 versehen, die mehrere Wicklungen 4 (beispielsweise fünf Wicklungen) tragen. Diese Wicklungen bilden den Vorspannungsreifen. Jede Wicklung besteht aus einem um den Druckbehälter herum gewickelten Metallband. Die einzelnen Wicklungen sind nebeneinander in geringen Abständen voneinander angeordnet und liegen auf denSätteln 2, 2a auf, von denen jeder somit mehrere Wicklungen tragen kann (vgl. Fig. 2).

Die äußerste Windung jeder Wicklung wird durch eine federnde Klemmvorrichtung festgehalten. Diese besteht aus einer vorzugsweise auf dem Sattel aufliegenden Platte 6, die mehrere sich senkrecht zur Platte 6 erstreckende Ständer Io (im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Ständer) aufweist. Diese Ständer sind an ihren Enden mit einem Gewinde' versehen und tragen eine bewegliche Mutter 12.

Auf diesen Ständern 1o ist eine zweite Platte 14 verschiebbar, die auf die einzelnen Schichten der Wicklung drückt und durch zwischen der Platte 14 und den Muttern 12 angeordnete Federn 16 gegen die äußere Windung gepreßt wird.

Auf diese Weise kann durch Einschrauben der Muttern auf die Platte 14 und damit auf die Windungen des Metallbandes eine veränderliche Kraft ausgeübt werden und die einzelnen Windungen in engem gegenseitigen Kontakt gehalten und fest gegen die Platte 6 gedrückt werden»

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Diese K&ft kann'so eingestellt werden, daß die durch die Spannung des Bandes erzeugte elastische Kraft ausgeglichen wird, so daß ein Lösen und ein Abrollen des Bandes verhindert wird.

Durch Einwirkung dieser Klemmkraft bleiben die aufeinanderfolgenden Windungen der Wicklungen gegenseitig in engem und gleichmäßigem Kontakt und werden die Kräfte gleichmäßig auf die Sättel des Druckbehälters verteilt.

Bei dem auf den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel sind gleichartige Klemmvorrichtungen in regelmäßigen Abständen auf dem gesamten Umfang des Druckbehälters 1 an verschiedenen Stellen des Vorspannungsreifens vorgesehen. Beispielsweise kann, wie auf den Figuren dargestellt ist, eine Klemmvorrichtung auf jedem Sattel oder auch zwischen zwei aufeinanderfolgenden Sätteln vorgesehen sein.

Das Band wird somit an einer großen Anzahl von Stellen festgehalten, so daß die von jeder Platte 14, d.h. die von den Federn 16 jeder Klemmvorrichtung auszuübende Klemmkraft, jeweils verringert werden kann. Indem auf die einzelnen Platten 14 gleichgroße Kräfte ausgeübt werden, kann die äußere Windung unter eine Spannung gebracht werden, die mit zunehmender Entfernung von ihrem Ende immer stärker wird. Jede Gefahr des Abrollens der äußeren Windung selbst bei einem Riß dieser Windung an einem beliebigen Punkt ist somit ausgeschlossen. /

Wenn der Vorspannungsreifen aus mehreren Wicklungen besteht, so ist jede dieser Wicklungen mit einer gewissen Anzahl voneinander unabhängiger Klemmvorrichtungen versehen. . .
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Die Klemmvorrichtungen sind nicht direkt auf den Sätteln 2 befestigt, sondern liegen auf diesen über Zwischenstücke 2o (JTig. 3) auf, die die Einstellung, der Spannung der Wicklung gestatten.

Zum Spannen jeder Wicklung wird zwischen zwei benachbarten Sätteln ein Hubwerk 22 (Fig. 1)" zwischen die Wandung des Druckbehälters 1 und das Band 4 eingesetzt, das das Band mit einer Kraft auseinanderdrückt, deren. Größe sich nach der dem Band zu verleihenden Spannung richtet. Durch diese Krafteinwirkung wird jede Platte 6 von dem entsprechenden Sattel abgehoben, so daß zwischen die Platte 6 und den Sattel 2 ein oder mehrere Zwischenstücke 2o eingelegt werden können, deren Stärke von der· zu erreichenden Vorspannung abhängt. ·

Jede der von einem gemeinsamen Sattel 3 getragenen Wicklungen wird auf diese Weise nacheinander durch ein Hubwerk 22 so gespannt, daß Zwischenstücke 2o eingelegt werden können; anschließend wird das Hubwerk wieder herausgenommen und unter das nächste Band gesetzt. In der»auf Fig. 2 dargestellten Phase liegen die Bänder 4, 4a auf Zwischenstücken 2o auf, während das Band 4b durch ein Hubwerk 22 (auf Fig. 2 nicht dargestellt) angehoben wird und einen Zwischenraum zur Einführung von Zwischenstücken zwischen Platte 6 und Sattel 2 freigibt.

Ein einziges Hubwerk kann gegebenenfalls auch zum gleichzeitigen Spannen von zwei oder mehr benachbarten Wicklungen verwendet werden. Es empfiehlt sich jedoch, ein Hubwerk pro Wicklungen zu verwen-

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, da sonst Hubwerke großer Leistung erforderlich

wären.

Nach dem Spannen der'einzelnen Wicklungen ist der gesamte Vorspannungsreifen gespannt und der Druckbehälter steht unter der gewünschten Vorspannung.

Der Vorspannungsreifen übt eine einwandfrei gleichmäßig verteilte Kraft aus,da die Bandwindungen über ihre gesamte Oberfläche gegenseitig in engem Kontakt stehen.

Die Montage und der Abbau dieser Vorspannungsreifen ist äußerst einfach, da hierzu lediglich die Klemmvorrichtungen zu betätigen sind.

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Claims

Patentansprüche

1. Druckbehälber, cfer durch mindestens einen unter Spannung stehenden, in regelmäßigen Abständen an seinem Umfang aufliegenden Vorspannungsreifen vorgespannt ist, dadurch .gekenn- zeich net, daß der Vorspannungsreif en (4) aus mindestens einer Bandwicklung besteht, deren äußerste Windung durch den von mehreren in Abständen am Umfang des Druckbehälters angeordneten, federnden Vorrichtungen (6, Ίο, 12, 14, 16) ausgeübten Druck festgehalten ist. -

2« Druckbehälter nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß die federnden Vorrichtungen (6, 1o, 12, 14, 16) an den Auflagestellen des Vorspannungsreifens (4) angeordnet sind.

3. Druckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Vorrichtungen (6, 1o, 12, 14, 16) alle Windungen der Wicklung festklemmen.

4. Druckbehälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Vorrichtungen (6, 1o, 12, 14, 16) aus zwei mithilfe von Führungen (1o) parallel gehaltenen und durch elastische Organe (16) gegeneinander gepreßten Platten (14, 6) bestehen.

5. Druckbehälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der auf der Innenseite der Wicklung befindlichen Platte (6) Führungen (1o) angebracht sind, die zur Oberfläche dieser Platte senkrecht stehen und die durch Federn (16)

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gegen diese Platte (6) gedrückte zweite Platte (14) führen.

6. Druckbehälter nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß an der auf der Innenseite der Wicklung vorgesehenen Platte (6) mit Gewinde versehene Stangen (1o) vorsehen sind, auf welchen die zweite Platte (14) verschiebbar ist, und deren jede eine außerhalb der zweiten Platte vorgesehene, durch eine Mutter (12) gehaltene Schraubenfeder (16) trägt.

7. Druckbehälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung (4) auf jeder Auflagestelle über die an der Innenseite der Wicklung vorgesehene Platte (6) einer Klemmvorrichtung und über zwischen diese Platte und die Auflagestelle eingesetzte Zwischenstücke (2o) aufliegt.

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