DE19609344C1 - Kernbehälter für einen Reaktordruckbehälter einer Kernreaktoranlage und Verfahren zur Reparatur eines Kernbehälters - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kernbehälter für einen Reaktordruckbehälter einer Kernreaktoranlage und ein Verfah­ ren zur Reparatur eines Kernbehälters, wie er beispielsweise aus dem AEG-Telefunken-Handbuch, Band 10, "Siedewasserreak­ toren für Kernkraftwerke", Andrej Sauer, Berlin 1969, Seite 100, oder aus der deutschen Patentschrift DE 25 25 410 C2 bekannt ist. Bei diesen bekannten Kernbehältern handelt es sich um im wesentlichen zylindrische Behälter, die sich am Mantel des Reaktordruckbehälters auf Auflager oder Vorsprünge abstützen und den Reaktorkern tragen.

Bei dem im Reaktordruckbehälter einer Kernreaktoranlage zur Aufnahme des Reaktorkerns angeordneten Kernbehälter kann es im Laufe des Betriebs, insbesondere bei einer Siedewasser­ reaktor-Anlage, zu Schäden an den an seinem Mantel befindli­ chen Schweißnähten kommen. Die im Normalbetrieb auf die Schweißnähte einwirkenden Belastungen sind zwar gering, bei Auslegungsstörfällen können jedoch größere Belastungen auf­ treten, die sicher abgetragen werden müssen, um die Abschalt­ fähigkeit und die Integrität der Kerneinbauten zu erhalten. Insbesondere muß verhindert werden, daß eine Schweißnaht am Mantel des Kernbehälters (Kernmantel) komplett durchreißt und die Gefahr eines Versetzens der Kerngitter entsteht.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Kernbe­ hälter anzugeben, bei dem auch bei einem kompletten Durchriß einer Schweißnaht am Kernmantel die in einem Auslegungsstör­ fall auftretenden Belastungen sicher abgetragen werden. Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Reparatur eines Kernbehälters anzugeben.

Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.

Die zweitgenannte Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruches 9.

Der Kernbehälter für einen Reaktordruckbehälter einer Kernre­ aktoranlage enthält gemäß der Erfindung eine an der In­ nenoberfläche seines Mantels abgestützte Tragstruktur, die eine parallel zu seiner Längsachse angeordnete Zugstange auf­ nimmt, die den Mantel in axialer Richtung verspannt.

Durch den Einbau von Zugstangen werden die kritischen Schweißnähte am Kernmantel überbrückt und die einzelnen Kern­ behälterschüsse zusammengehalten. Bei einem Versagen der Kernmantel-Schweißnähte werden die durch Druckänderungen im Inneren des Kernbehälters verursachten Belastungen sicher aufgenommen. Da die Zugstangen im Inneren des Kernbehälters eingebaut sind, bleibt der Zwischenraum zwischen dem Kern­ mantel und dem Reaktordruckbehälter für Wartungs- und Prüf­ geräte, beispielsweise Manipulatoren für die Prüfung der Kernmantelschweißnähte, zugänglich.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Zugstange an ih­ rem einen Ende mit einem Haken versehen, der in eine Tasche im Mantel des Kernbehälters eingreift.

Vorzugsweise ist die Zugstange gegen eine Druckplatte ver­ spannt, die auf eine Schulter am Mantel abgestützt ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfaßt die Tragstruktur ein Führungsrohr, durch das die Zugstange geführt ist und das mit Abstandshaltern versehen ist, mit denen es sich senkrecht zur Umfangsrichtung an der Innenoberfläche des Mantels ab­ stützt.

Insbesondere sind am Führungsrohr Bolzen angeordnet, die in Bohrungen am Mantel eingreifen.

Insbesondere ist zwischen der Zugstange und dem Führungsrohr ein Innenrohr angeordnet, das an seinem Ende einen Bund auf­ weist, mit dem es über die Zugstange gegen das Druckstück verspannt ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung verspannt die Zugstange ein Befestigungselement gegen die Schulter des Man­ tels, das durch den Mantel in den Raum zwischen dem Kernbe­ hälter und der Innenoberfläche des Reaktordruckbehälters ge­ führt ist und eine elastische Abstützung aufnimmt, die an dieser Innenoberfläche federnd anliegt.

Das Befestigungsele­ ment ist vorzugsweise L-förmig und umfaßt einen vertikal angeordneten Schenkel, der an der Außenoberfläche des Kernman­ tels anliegt und eine Führung aufweist, in der die Abstützung vertikal verschiebbar gelagert ist.

Bei dem Verfahren zur Reparatur eines Kernbehälters für einen Reaktordruckbehälter einer Kernreaktoranlage wird an der In­ nenoberfläche seines Mantels eine Tragstruktur angeordnet, die eine parallel zu seiner Längsachse angeordnete Zugstange auf­ nimmt, mit der der Mantel in axialer Richtung verspannt wird. Durch diese Maßnahme kann ein Kernbehälter mit schadhaften Schweißnähten am Kernmantel weiterverwendet werden, da selbst bei einem kompletten Durchriß einer Rundschweißnaht die Inte­ grität der Kerneinbauten gesichert ist.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf das Ausfüh­ rungsbeispiel der Zeichnung verwiesen, in deren

Fig. 1A und 1B ein Kernbehälter gemäß der Erfindung in ei­ nem Teilschnitt parallel zu seiner Längsachse veranschaulicht ist.

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus dem Mantel des Kernbehäl­ ters in einem Querschnitt.

Gemäß Fig. 1A und 1B ist ein im Inneren eines Reaktor­ druckbehälters 2 angeordneter Kernbehälter 4 an seinem Mantel 6 mit einer Tragstruktur 8 versehen, die eine parallel zu seiner Längsachse 10 angeordnete Zugstange 12 aufnimmt. Diese Zugstange 12 verspannt den Mantel 6 in einer zu seiner Längs­ achse 10 parallelen, d. h. axialen Richtung.

Die Zugstange 12 ist an ihrem dem Boden des Reaktordruckbe­ hälter 2 zugewandten Ende mit einem Haken 14 versehen, der in eine im Mantel 6 befindliche Tasche 16 eingehängt ist. Im Ausführungsbeispiel ist die Tasche 16 eine bereits vorhandene Überströmöffung im Mantel 6. Sie kann jedoch bei Bedarf auch auch nachträglich in den Mantel 6 einerodiert oder eingefräst werden.

Die Tragstruktur 8 umfaßt eine Druckplatte 18, die auf eine Schulter 20 am Mantel 6 abgestützt ist. An diese Druckplatte 18 ist ein Führungsrohr 22 angeschweißt, das sich entlang des Mantels 6 parallel zur Längsachse 10 erstreckt.

Am Führungsrohr 22 sind Abstandshalter 26 angeordnet, mit de­ nen sich das Führungsrohr 22 gegen die Innenoberfläche des Mantels 6 abstützt. Zusätzlich sind am Führungsrohr 22 in verschiedenen Höhen zwei Bolzen 28 angebracht, die in Bohrun­ gen am Mantel 6 eingreifen.

Das Führungsrohr 22 nimmt ein dickwandiges Innenrohr 30 auf, das eine im Kernbehälter 4 angeordnete untere Kernge­ rüstplatte 32 paßgenau durchsetzt und unterhalb dieser Kern­ gerüstplatte 32 an der Innenoberfläche des Mantels 6 anliegt. Das Innenrohr 30 ragt durch die Druckplatte 18 hindurch und weist einen Bund 34 auf, mit dem es über eine Druckhülse 36 und einen horizontalen Schenkel 38 eines L-förmigen Befesti­ gungselementes 40 auf der Druckplatte 18 aufliegt und gegen diese verspannt ist.

Die Zugstange 12 ist durch das Innenrohr 30 hindurchgeführt, gegen den Bund 34 mit einer Mutter 42 verschraubt und gegen die auf der Schulter 20 des Mantels 6 aufliegende Druckplatte 18 verspannt. Zwischen der Mutter 42 und dem Bund 34 ist ein elastisches Zwischenstück 44, beispielsweise Tellerfedern, angeordnet, mit denen Differenzdehnungen zwischen Kernmantel 6 und Zugstange 12 während des An- und Abfahrvorganges ausgeglichen werden können. Die Zugstange 12 verspannt den Mantel 6 zwischen der Schulter 20 und der Tasche 16, in die der Haken 14 eingreift. Auf diese Weise werden die auf den Mantel 6 wirkenden, nach oben gerichteten Kräfte aufgenommen.

Mit der Zugstange 12 wird auch ein L-förmiges Befestigungse­ lement 40 gegen die Schulter 20 des Mantels 6 verspannt. Die­ ses Befestigungselement 40 ragt mit seinem horizontalen Schenkel 38 durch den Mantel 6 hindurch und liegt mit seinem anderen, sich parallel zur Längsachse 10, d. h. vertikal er­ streckenden Schenkel 46 an der Außenoberfläche des Mantels 6 an. Dieser Schenkel 46 nimmt in einer Führung, beispielsweise einer Prismenführung, eine elastische, demontierbare Abstützung 48 auf, die an der Innenoberfläche des Reaktordruckbehälters 2 federnd anliegt. Mit dieser Abstützung 48 wird der Kernbehälter 4 am Reaktordruckbehälter 2 abgestützt.

Entsprechend den Gegebenheiten der einzelnen Anlagen sind in­ nerhalb des Kernbehälters 4 am Umfang des Kernmantels 6 meh­ rere Zugstangen 12 angeordnet.

Durch die biegesteife Tragstruktur 8 ist ein horizontales Versetzen der einzelnen Kernbehälterblechschüsse und Flansche oder der Kerngitter bei völligem Versagen einer Rund­ schweißnaht nicht mehr möglich. Ein Versetzen im Umfangsrich­ tung wird durch das Eingreifen der Bolzen 28 in den Mantel 6 verhindert. Der Durchriß einer vertikalen Schweißnaht wird durch die Zugstangen 12 aufgefangen.

In der vergrößerten Darstellung gemäß Fig. 2 sind die am Führungsrohr 22 angeschweißten Abstandshalter 26 in einer Draufsicht zu erkennen. Die Abstandshalter 26 sind im Ausfüh­ rungsbeispiel Bleche, die an ihrem dem Mantel 6 zugewandten Rand an die Krümmung des Mantels 6 angepaßt sind und an ihm anliegen. In dieser Figur sind außerdem am Führungsrohr 22 angeschweißte Versteifungsbleche 50 zu erkennen, die sich in Längsrichtung erstrecken und die gesamte Tragstruktur zusätz­ lich versteifen.

Claims (9)

1. Kernbehälter (4) für einen Reaktordruckbehälter (2) einer Kernreaktoranlage, der eine an der Innenoberfläche seines Mantels (6) abgestützte Tragstruktur (8) enthält, die eine parallel zu seiner Längsachse (10) angeordnete Zugstange (12) aufnimmt, die den Mantel (6) in axialer Richtung verspannt.

2. Kernbehälter nach Anspruch 1, bei dem die Zugstange an ihrem einen Ende mit einem Haken (14) versehen ist, der in eine Tasche (16) im Mantel (6) des Kernbehälters (4) eingreift.

3. Kernbehälter nach Anspruch 2, bei dem die Zugstange (12) gegen eine Druckplatte (18) verspannt ist, die auf eine Schulter (20) am Mantel (6) abgestützt ist.

4. Kernbehälter nach Anspruch 3, bei dem die Tragstruktur (8) ein Führungsrohr (22) umfaßt, durch das die Zugstange (12) geführt ist und das mit Abstandshaltern (26) versehen ist, mit denen es sich senkrecht zur Umfangsrichtung an der Innenoberfläche des Mantels (6) abstützt.

5. Kernmantel nach Anspruch 4, bei dem das Führungsrohr (22) mit Bolzen (28) versehen ist, die in Bohrungen am Mantel (6) eingreifen.

6. Kernbehälter nach Anspruch 5, bei dem zwischen der Zugstange (12) und dem Führungsrohr (22) ein Innenrohr (30) angeordnet ist, das an seinem Ende einen Bund (34) aufweist, mit dem es über die Zugstange (12) gegen die Druckplatte (18) verspannt ist.

7. Kernbehälter nach Anspruch 6, bei dem die Zugstange (12) ein Befestigungselement (40) gegen die Schulter (20) des Mantels (6) verspannt, das durch den Mantel (6) in den Raum zwischen dem Kernbehälter (4) und der Innenoberfläche des Reaktordruckbehälters (2) geführt ist und eine elastische Abstützung (48) aufnimmt, die an dieser Innenoberfläche federnd anliegt.

8. Kernbehälter nach Anspruch 7, bei dem das Befestigungselement (40) L-förmig ist und einen vertikal angeordneten Schenkel (46) umfaßt, der an der Außenoberfläche des Kernmantels (6) anliegt und eine Führung aufweist, in der die Abstützung (48) vertikal verschiebbar gelagert ist.

9. Verfahren zur Reparatur eines Kernbehälters (4) für einen Reaktordruckbehälter (2) einer Kernreaktoranlage, bei dem an der Innenoberfläche seines Mantels (6) eine Tragstruktur (8) angeordnet wird, die eine parallel zu seiner Längsachse (10) angeordnete Zugstange (12) aufnimmt, mit der der Mantel (6) in axialer Richtung verspannt wird.