DE1958670B2 - Stutzen fuer druckbehaelterdeckel von atomkernreaktoren - Google Patents

Description

40 Zur Verbindung von Verbundrohr und Innenplattierung des Deckels bestehen zwei verschiedene Mög-

Die Erfindung betrifft einen Stutzen für Druckbe- lichkeiten: Es ist einmal möglich, daß die Unterkante

hälterdeckel von Atomkernreaktoren, der angenähert des Verbundrohres entsprechend der sphärisch ge-

bis zur Unterseite des Deckels durch diesen hindurch- wölbten Innenseite des Deckels mit dieser abschließt

führt, insbesondere zur Durchführung von Brennele- 45 und über eine die Unterseite des Verbundrohres und

menten und Steuerstabantrieben, wobei der Druckbe- die benachbarte Zone der Deckelplattierung überdek-

hälterdeckel eine Innenplattierung aufweist. kende Auftragsschweißung mit der Plattierung ver-

Bei der Verbindung von Durchführungsstutzen für schweißt ist.

Brennelemente und Steuerstabantriebe im Druckbe- Die andere Möglichkeit besteht darin, daß das hälterdeckel von Atomkernreaktoren werden an die 50 Verbundrohr einen ebenen, senkrecht zur Rohrachse Dichtigkeit und Beständigkeit gegenüber allen auftre- verlaufenden Abschluß mit einer austenitischen Vorlenden Belastungen und Spannungen höchste Anfor- schuhung aufweist und die Verbindung zur Innenderungen gestell!. Nach in der Fertigungstechnik be- plattierung des Deckels über eine ringförmig in die kannten Verfahren werden die Stutzen, die aus Inco- Deckelbohrung eingezogene Plattierung hergestellt nel oder einem anderen Werkstoff bestehen, nur in 55 ist.

den oberen Bereich des Deckels eingeschraubt. Die Die Vorschuhung an der Unterkante des Stutzens Verbindung vom Stutzen zur Unterseite des Deckels besteht dabei aus dem gleichen Material wie das Ausbzw, bis zur Plattierung wird bei diesem Verfahren kleidungsrohr. Es ist somit möglich, den Stutzen vor durch ein Auskleidungsrohr hergestellt, das nach Ein- Einbau in den Deckel fertig zu bearbeiten. Das Einschrauben bzw. Einschrumpfen des Stutzens in diesen 60 schweißen der Stutzen bereitet ebenfalls keine und in die Durchführungsöffnung des Deckels einge- Schwierigkeit mehr, da das Auskleidungsrohr und die walzt wird. Dieses Auskleidungsrohr ist dann am un- Vorschuhung einerseits sowie die Deckelplattierung teren Ende mit der Plattierung auf der Innenseite des andererseits aus dem gleichen Werkstoff besteht. Das Deckels verschweißt. Diese Verbindung von Stutzen bedingt auch gleichen Wärmeausdehnungskoeffizien- und Deckel bedingt jedoch erhebliche fertigungstech- 65 ten, da auch andererseits der Deckel und der Stutzen nische Schwierigkeiten, da das Auskleidungsrohr erst selbst aus den gleichen ferritischen Materialien gefernach Einbau des Stutzens eingebracht werden kann. tigt sind.
Darüber hinaus bereitet die dichte Anlage des Aus- An Hand einer schematischen Zeichnung ist der

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Aufbau von AusfUhrungsbolspielen nach dor Erfindung näher erläutert, Dabei zeigt

Fig. I einen Querschnitt durch einen Druckbehälterdeckel,

F i g, 2 a einen Deckelausschnitt mit einem Steuerstabstutzen,

F i g. 2 b einen vergrößerten Ausschnitt im Bereich des unteren Endes des Stutzens und

F i g, 3 eine weitere Variante der Verbundrohrbefestigung im Deckel.

Nach F i g, 1 ist der Deckel 1 des Reaktordruckbehälters sphärisch gewölbt und weist eine Vielzahl von senkrechten und parallel zueinander angeordneten Steuerstabstutzen 2 α und Kerninstrumentierungsstutzen 2 b auf, auf deren Oberseite die nicht näher dargestellten Antriebe befestigt sind,

In Fig, 2a ist die Ausbildung und Anordnung eines Stutzens 2 im Reaktordruckbehälterdeckel 1 näher dargestellt. Dabei besteht der Stutzen 2 aus dem flanschartigen Oberteil 3, das aus einem einheitliehen Werkstoff gefertigt ist. An dieses Oberteil 3 ist als Verlängerung nach unten ein sogenanntes Verbundrohr 4 angeschweißt, das aus einem ferritischen Außenrohr S und einem austenitischen Auskleidungsrohr 6 als Innenplattierung besteht. a5

Das Verbundrohr 4 ist in den oberen Teil der entsprechenden Durchführungsbohrung im Deckel 1 über ein Gewinde 7 eingeschraubt. Das Verbundrohr reicht nun über dieses Gewinde 7 hinaus und endet etwa an der Innenkante 8 des Behälterdeckels, wobei die Innenseite des Deckels eine Plattierung 9 aufweist. Das Verbundrohr selbst hat eine horizontale, senkrecht zur Stutzenachse verlaufende Abschlußkante 10.

Die Verschweißung des Stutzens mit dem Deckel ist in vergrößertem Maßstab aus F i g. 2 b zu ersehen. Das Verbundrohr selbst ist an seiner Unterkante 10 mit einer austenitischen Vorschuhung 12 abgeschlossen, die sowohl mit dem Außenrohr 5 als auch mit der austenitischen Auskleidung 6 fest verbunden ist. Die verbleibende Oberfläche der Deckelbohrung von der Unterkante 10 des Verbundrohres 4 bis zur Dekkelplattierung 9 ist ebenfalls mit einer austenitischen Plattierung 11 versehen, so daß jetzt über eine Dichtnaht 13 eine dichte Verschweißung von Verbundrohr 4 und Deckel 1 bzw. Vorschuhung 12 und Dekkelbohningsaiiskleidung 11 möglich ist. Ir eines erforderlichen Austausches der Stutzen jetzt lediglich die Dichtnaht 13 wieder geöl

werden,

Entgegen den bisher bekannten Ausfuhr men, nach denen der Stutzen nur im Obei Deckels eingeschraubt ist und anschließend Stutzen und Deckelbohrung gemeinsame In tierung nachträglich aufgebracht wurde, was heblichen Fertigungs- und Materialschwiei verbunden ist, kann der Stutzen nach der E bereits vor Einbau fertiggestellt und endb werden, Durch einander entsprechende Mf ist eine problemlose Schweißbarkeit bei Wärmeausdehnungskoeffizienten von Verbui und Behältermaterial gegeben. Die Auswahl bundwerkstoffes kann nach den Erforderni Konstruktion und der Berechnung getroffen da die Eigenschaften des Verbundmaterials s lieh dem des Behälters sind. Dabei ist die Pl des Verbundrohres ebenso korrosionsbestä die Plattierung des Behälters. Da die bisher ten Stutzen aus Austenit bzw. Inconel herge: ren, ergaben sich auch erhebliche Problems Einschweißung in den ferritischen Grundkc

Deckels.

Eine weitere mögliche Ausführungsfon F i g. 3 näher dargestellt. Dabei reicht das ' rohr 4, das aus dem äußeren ferritischen Rc der Innenplattierung 6 besteht, bis zur Ir des Deckels 1 und schließt entsprechend de sehen Wölbung mit dieser ab, d.h. die U des Stutzens muß entsprechend der Wöl Deckels an dieser Stelle gefertigt sein. Das rohr 4 ist dann ebenfalls über eine austenitii schuhung 14 und eine Auftragschweißung 1 Unterseite des Verbundrohres 4 und die be Zone der Deckelplattierung 9 überdeckt, Plattierung verschweißt.

Mit den beschriebenen Verbundrohren Einbau in den Druckbehälterdeckel ist eine einfache Fertigung und Fertigbearbeitung Einbau der Stutzen möglich; darüber hinai Wärmespannungen wegen der gleichen V dehnungskoeffizienten von Verbundrohren hältermaterial weitgehend vermieden werdet

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

kloldungsrohros an dem Deckelmatorial wegen der unterschiedlichen Werkstoffe und der dadurch be-

1. Stutzen für DruckbehMterdeckel von Atom- dingten unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffikernreaktoren, der angenähert bis zur Unterseite zienten erhebliche Schwierigkeiten, ebenso wio die des Deckels durch diesen hindurchfuhrt, insbe- 5 Dichtigkeit zwischen unterem Ende der Auskleidung sondere zur Durchführung von Brennelementen und Innenplattierung des Deckels. Außerdem ist eine und Steuerstabantrieben, wobei der Druckbe· Nachbearbeitung der Stutzen und meist auch ein hälterdeckel eine Innenplattierung aufweist, da- Nachglühen des gesamten Deckels mit dem eingebaudurch gekennzeichnet, daß der Stutzen ten Stutzen erforderlich.

(2) zumindest Im Bereich der Deckeldurchfüh- io Bekannt ist aus der französischen Patentschrift

rung aus einem in an sich bekannter Weise aus 1 559 639 ein Stutzen für Druckbehälterdeckel von

Verbundwerkstoff hergestellten Rohr (4) besteht, Atomkernreaktoren, der aus zwei mit Abstand zuein-

daß das Rohr (4) eine austenitische Innenschicht ander angeordneten Rohren gleichen Materials be·

(6) aufweist und daß dieses Rohr (4) an der Un- steht, die am oberen und unteren Ende miteinander

terkante mit der Innenplattierung (9) des Deckels 15 verschweißt sind. Zumindest bei Verwendung von

(1) verschweißt ist. unterschiedlichen Materialien reißt wegen der unter-

2. Stutzen nach Anspruch 1, dadurch gekenn- schiedlichen Ausdehnung eines der Rohre ab.
zeichnet, daß die Unterkante (16) des Verbund- Aus der britischen Patentschrift 890 442 ist ein rohres (4) entsprechend der sphärisch gewölbten Stutzen bekannt, in den ein Rohr eingeschoben ist, so Innenseite des Deckels (1) mit dieser abschließt ao daß sich beide Teile unabhängig voneinander bewe- und über eine die Unterseite des Verbundrohres gen können, dabei reicht der Stutzen bis zur Unler-(4) und die benachbarte Zone der Deckelplattie- kante des Deckels.

rung (9) überdeckende Auftragschweißung (IS) Es besteht die Aufgabe, eine Konstruktion zu

mit der Plattierung (9) verschweißt ist. schaffen, die eine einwandfreie Verbindung von Dek-

3. Stutzen nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 35 kel und Stutzen gewährleistet. Außerdem soll sicherzeichnet, daß das Verbundrohr (4) einen ebenen, gestellt werden, daß der Stutzen vor Einbau in den senkrecht zur Rohrachse verlaufenden Abschluß Deckel fertig bearbeitet werden kann und in jedem (10) mit einer austenitischen Vorschuhung (12) Fall leicht austauschbar ist.

aufweist und die Verbindung zur Innenplattie- ILrfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch ge-

rung (9) des Deckels (1) über eine ringförmig in 30 löst, daß der Stutzen zumindest im Bereich der Dek-

die Deckelbohrung eingezogene Plattierung (11) keldurchführung aus einem in an sich bekannter

hergestellt ist. Weise aus Verbundwerkstoff hergestellten Rohr be-

4. Stutzen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge- steht, daß das Rohr eine austenitische Innenschicht kennzeichnet, daß die Innenauskleidung (6) des aufweist und daß dieses Rohr an der Unterkante mit Verbundrohres (5) aus dem gleichen Material wie 35 der Innenplattierung des Deckels verschweißt ist.
die Innenplattierung (9) des Deckels (1) besteht. Rohre aus Verbundwerkstoff sind z. B. aus Sudasch, E.: »Schweißtechnik«, 2. Auflage, 1959, Carl Hauser Verlag, München, S. 548, erster Absatz,

bekannt.