DE19913559A1 - Schutzvorrichtung für sich in einer Anlage befindenden Druckrohrleitung, sowie deren Verwendung - Google Patents

Abstract

Die Anlage (1) weist feste Elemente (3, 4) zur Aufnahme von Kräften an den Enden der Rohrleitung (2) auf. Die Schutzvorrichtung (6), die dazu dient, die Schäden eines Risses im Betrieb der Rohrleitung zu begrenzen, weist wenigstens zwei Ringe (7a, ..., 7h), die auf der Rohrleitung (2) in zwei beabstandete Zonen entlang der Länge der Rohrleitung (2) eingreifen und eine Mehrzahl von Zugankern (8, 8') auf, die jeweils an einem ersten Ende an einem ersten Ring (7a, ..., 7h) und an ihrem zweiten entgegengesetzten Ende an einem eines zweiten Rings (7a, ..., 7h) und eines Elements zur Aufnahme von Kräften (3, 4) befestigt sind, derart, daß die Ringe (7a, ..., 7h) und die Zuganker (8, 8') eine Halteanordnung bilden, die entlang der Länge der Rohrleitung (2) angeordnet ist, und nur mit den Elementen zur Aufnahme der Kräfte (3, 4) mit den Enden der Rohrleitung (2) verbunden sind. Die Energieabsorptionseinrichtungen (10) sind zwischen zwei Komponenten (7a, 7b) der Schutzvorrichtung gesetzt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für eine unter Druck stehende Rohrleitung, die in einer An­ lage angeordnet ist, die feste Elemente der Aufnahme von Kräften an den Enden der Rohrleitung aufweist.

Es sind Rohrleitungen bekannt, in denen ein Fluid unter sehr hohem Druck zirkuliert wird, das in einer Industriean­ lage verwendet wird. Die Rohrleitung oder ein Stück der Rohrleitung wird allgemein an seinen Enden festgelegt, ent­ weder auf festen Komponenten der Rohrleitung, wie Verbin­ dungen, Ventilen, oder an Installations- bzw. Anlagenkompo­ nenten, oder auf einer externen Aufnahmestruktur von Kräf­ ten der Anlage, die beispielsweise durch ein Gerüst oder Tragwerk, oder durch einen Abschnitt des Anlage-Bauwerks gebildet wird.

Im Inneren von bestimmten Rohrleitungen, beispielsweise den Rohrleitungen des Primärkreislaufs eines mittels Druckwas­ ser gekühlten Kernreaktors, zirkuliert ein Fluid unter sehr hohem Druck und sehr hoher Temperatur.

Obwohl die Rohrleitungen, die für den Transport von Fluid unter sehr hohem Druck verwendet werden, konzipiert und derart realisiert sind, daß ein Reißen bzw. Aufreißen im Betrieb der Rohrleitung vollkommen unwahrscheinlich ist, ist es notwendig Schutzvorrichtungen der Druckrohrleitungen vorzusehen, derart, daß die Auswirkungen eines möglichen Risses der Rohrleitung im Betrieb begrenzt werden.

Insbesondere versucht man die Effekte des Aufreißens beim Aufbrechen oder Reißen der Rohrleitung zu begrenzen oder zu unterdrücken, d. h. die Effekte aufgrund der Bewegung bei sehr hoher Geschwindigkeit im Augenblick des Aufreißens von zur Reißzone benachbarten Rohrleitungsstücken. Man versucht ebenfalls die Leckflußrate des Druckfluids zu begrenzen, das in der Rohrleitung bzw. der Rohrleitung enthalten ist nach einem Aufreißen, unter Begrenzen der relativen Bewe­ gung der zur Reißstelle benachbarten Rohrleitungsstücke oder unter Einbringen der Zone, die ein Aufreißen erfahren hat in das Innere einer Schutzhülle.

Es ist auch notwendig, daß die Schutzvorrichtungen der Druckrohrleitungen ermöglichen, die durch die Rohrleitung auf die Träger bzw. Stützen auf feste Punkte der Anlage aufgebrachten Kräfte zu begrenzen, in der sie montiert ist.

Es wurden Schutzvorrichtungen von unterschiedlichen Typen vorgeschlagen, die die Verwirklichung von Antiabreißhal­ terahmen, feste Haltepunkte der Rohrleitung, selbstblockie­ rende Vorrichtungen, Energieabsorptionsvorrichtungen, wie z. B. Vorrichtungen, die sich durch Zusammendrücken verfor­ men können, bei einem Aufreißen oder einem Riß der Rohrlei­ tung oder auch Barrieren und Isolationsschirme von empfind­ lichen Materialien, die um die Rohrleitung herum angeordnet werden können, schaffen.

Alle diese bekannten und verwendeten Vorrichtungen müssen mit den Tragstrukturen der Anlage verbunden sein und zwar in einer Vielzahl von Punkten entlang der Länge der Rohr­ leitung, was die Aufbauvorgänge der Schutzvorrichtung be­ trächtlich kompliziert, wenn die Rohrleitung bzw. das Ka­ nalsystem und deren Trägerstrukturen nur wenig zugänglich sind.

Die Verwendung von Schutzhüllen oder doppelten Wänden, die die Rohrleitung umgeben, kompliziert beträchtlich die Kon­ zeption und den Aufbau der Rohrleitungen. Darüber hinaus ist es für den Fall von Kanalsystemen, die verwendet wer­ den, um ein Fluid mit hoher Temperatur zu fördern, notwen­ dig, die Verschiebungs- bzw. Ausdehnungsprobleme und die Wahl der Materialien zu berücksichtigen, um die Schutzele­ mente zu verwirklichen.

Darüber hinaus ist es notwendig, Schutzvorrichtungen vorzu­ sehen, die gleichermaßen gut an eine neue Rohrleitung, de­ ren Aufbau man vornimmt als auch an eine existierende Rohr­ leitung angepaßt sind.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist somit eine Schutz­ vorrichtung für eine Druckrohrleitung zu schaffen, die in einer Anlage angeordnet ist, mit festen Elementen der Auf­ nahme von Kräften an den Enden der Rohrleitung, die dazu dient, die Folgen eines Risses im Betrieb der Rohrleitung zu begrenzen, wobei diese Vorrichtung eine große Wirksam­ keit bzw. Effektivität aufweist in Bezug auf die Begrenzung der Bewegung oder Verschiebung von Teilen der Rohrleitung bei einem Riß, und der Leckrate des Fluids, das im Inneren des Rohrleitungssystems bzw. der Rohrleitung fließt, wobei sie ausgehend von einfachen und standardisierten Elementen verwirklicht werden kann und nur eine geringe Anzahl von Trägerelementen oder Kraftaufnahmeelementen benötigt.

Zur Verwirklichung des Zieles weist die erfindungsgemäße Schutzvorrichtung auf:

• - wenigstens zwei mit der Rohrleitung in zwei beabstan­ dete Zonen entlang der Länge der Rohrleitung eingrei­ fende Ringe, und
• - eine Mehrzahl von Zugstäben bzw. Zuganker, die jeweils an einem ersten Ende an einem ersten Ring und einem zweiten entgegensetzten Ende an einem von einem zwei­ ten Ring und einem Element zur Aufnahme von Kräften befestigt sind, derart, daß die Ringe und die Zuganker eine Halteanordnung bilden, die über die gesamte Länge der Rohrleitung angeordnet ist und nur mit den Elemen­ ten der Kraftaufnahme an den Enden der Rohrleitung verbunden ist.

Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nunmehr unter Bezugnahme auf die Figuren, beispielhaft mehrere Ausfüh­ rungsformen einer erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung eines Primärrohrsystemes eines Druckwasserkernreaktors beschrie­ ben.

Die Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer erfin­ dungsgemäßen Schutzvorrichtung in einer ersten Ausführungs­ form.

Die Fig. 2 ist eine perspektivische Teilansicht einer er­ findungsgemäßen Schutzvorrichtung gemäß einer ersten Aus­ führungsvariante im Bereich einer Umlenk- oder Biegestelle der Rohrleitung.

Die Fig. 3 ist eine Teildraufsicht der Vorrichtung darge­ stellt in Fig. 2.

Die Fig. 4 ist eine analoge Draufsicht zur jener von Fig. 3 und zeigt eine zweite Ausführungsvariante der Schutzvor­ richtung im Bereich eines Bogens oder einer Krümmung der Rohrleitung.

Die Fig. 5A ist eine perspektivische Ansicht einer Vorspan­ nungs- und Dämpfervorrichtung einer erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung.

Die Fig. 5B ist eine Draufsicht auf die in Fig. 5A darge­ stellte Vorrichtung.

Die Fig. 5C ist eine Axialschnittansicht einer Vorspan­ nungs- und Dämpfervorrichtung gemäß einer ersten Ausfüh­ rungsform.

Die Fig. 5D ist eine Axialschnittansicht einer Vorspan­ nungs- und Dämpfervorrichtung gemäß einer zweiten Ausfüh­ rungsform der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein Abschnitt einer Anlage dargestellt, der auf allgemeine Weise mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet ist, welcher einen Kühlkreislauf eines Kernreaktors bildet.

Der Kühlkreislauf weist insbesondere eine Rohrleitung 2 von großem Durchmesser auf, die dazu dient, den Transport eines Fluids mit sehr hohem Druck und bei sehr hoher Temperatur sicherzustellen. Die Rohrleitung 2 weist insbesondere zwei Krümmungsbereiche oder gebogene Bereiche 2a und 2b auf, mit im wesentlichen 90° Biegung, in zwei Zonen der Rohrleitung zwischen einem ersten Kanalende 2, die mit einer Komponente 3, wie beispielsweise einer Zirkulationspumpe des Fluids bei hohem Druck und bei hoher Temperatur verbunden ist, die an einem Gerüst oder Tragwerk 4 der Anlage und einem zwei­ ten Ende (nicht dargestellt) befestigt ist, wo die Rohrlei­ tung mit einem festen Punkt der Installation 1, beispiels­ weise mit einer zweiten Komponente wie jene Verwendungsein­ heit des Fluides ist, das in der Rohrleitung zirkuliert oder mit einer Trägerstruktur, verbunden ist.

Ein Fluid, wie beispielsweise Wasser unter hohem Druck und hoher Temperatur wird in der Rohrleitung bzw. im Kanalsy­ stem 2 durch die Pumpe 3 in Zirkulation zersetzt.

In der Rohrleitung 2 ist ebenfalls ein Sperrventil 5 ange­ bracht, das in Form eines Kugelventils ausgebildet ist.

Eine erfindungsgemäße Schutzvorrichtung, die auf allgemeine Weise mit der Bezugsziffer 6 bezeichnet ist, ist über die gesamte Länge der Rohrleitung zwischen dem ersten und dem zweiten Ende angeordnet, die Festpunkte der Anlage bilden.

Die Vorrichtung 6 weist eine Mehrzahl von Malteringen oder -rah­ men (7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g und 7h) auf, die in Eingriff stehen jeweils um die Rohrleitung 2 herum in Zonen der Rohrleitung, die voneinander über deren Länge beabstan­ det ist.

Eine Mehrzahl von Zugstäben oder Zugankern 8, die von Me­ tallstangen mit Kreisquerschnitt gebildet werden, sind zwi­ schen die aufeinanderfolgenden Ringe gesetzt, die an der Rohrleitung 2 angreifen.

Zuganker 8' sind ebenfalls zwischen den Ringen 7a der am nächsten zum ersten Ende der Rohrleitung angeordnet ist, und der festen Trägerstruktur der Komponente 3 gesetzt.

Ein jeder der Zuganker 8 oder 8' wird von einer Metallstan­ ge mit kreisförmigem Querschnitt gebildet, wobei er an ei­ nem jedem seiner Enden mit einer Verbindungsöse oder einem Verbindungsbügel mit einem Rahmen oder mit einem festen Element der Struktur der Anlage verbunden ist.

Zwischen den Ringen 7a und 7b, in der Nähe des ersten Endes der Rohrleitung 2 sind Vorspann- und Energieabsorpti­ ons- bzw. -dämpfungsvorrichtungen 10 der erfindungsgemäßen Schutzanordnung 6 gesetzt.

Auf der Höhe der beiden Bögen 2a und 2b der Rohrleitung 2 nach dem äußeren der Biegung, sind zwei gekrümmte Bleche 9a bzw. 9b befestigt, die dazu dienen im Falle eines Aufrei­ ßens des Kanals bzw. der Rohrleitung im Bereich der Biegung 2a oder 2b einen Schutz sicherzustellen. Ein jedes der Ble­ che 9a und 9b ist an seinen Enden an zwei Ringen befestigt, die beiderseits der Biegung mit dem Kanal bzw. der Rohrlei­ tung in Eingriff stehen.

Die Schutzanordnung 6 der vorliegenden Erfindung, die in Fig. 1 dargestellt ist, weist aufeinanderfolgende Ringe 7a, . . ., 7h auf, wobei die Verbindungszuganker 8 und 8' die Verbindung der aufeinanderfolgenden Ringe und die Verbin­ dung der Endringe mit den Festpunkten der Anlage 1, sowie der gekrümmten Schutzbleche 9a und 9b auf der Höhe der Bie­ gungen der Rohrleitung sicherstellen.

Zwischen den Ringen 7f und 7e, die beiderseits des Kugel­ ventilkörpers 5 plaziert sind, sind ebenfalls Zuganker ge­ setzt, die den Ventilkörper 5 umgeben, derart, daß die Schutzanordnung eine kontinuierliche Verkettung zwischen dem ersten und dem zweiten Ende der Rohrleitung 2 verwirk­ licht.

Ein jeder der Ringe 7a, . . ., 7h in Form eines Rahmens mit rechteckigem Querschnitt, weist zwei Abschnitte von recht­ winkliger Form auf, die aneinander durch Schrauben und Mut­ tern befestigt werden können, wobei sie an ihrem Mittenab­ schnitt zwei Halbringe mit kreisförmigem Querschnitt aus­ bilden, die dazu dienen, seitlich auf der Rohrleitung 2 bei der Montage eines jeden der Ringe einzugreifen, durch Zu­ sammensetzen von zwei rechteckigen Halbrahmen. Die kreis­ förmigen Halbrahmen, die dazu dienen, in Eingriff mit der Rohrleitung zu kommen, können einen sehr leicht größeren Durchmesser aufweisen, als der äußere Durchmesser der Rohr­ leitung 2, derart, daß die Reifen mit einem gewissen radia­ len Spiel und praktisch auf der Rohrleitung 2 gleitend mon­ tiert sind, wenigstens dann, wenn die Rohrleitung nicht ein Fluid von hoher Temperatur einschließt und sich bei Umge­ bungstemperatur der Umgebung befindet, in der sich die An­ lage 1 befindet, beispielsweise bei der Montage der Schutz­ vorrichtung auf der Rohrleitung 2 der Anlage 1.

Die Verbindungsendbügel 11 der Zuganker 8 und jene 11' der Zuganker 8' sind mittels Achsen 12 oder 12' an einem Ring der Ringanordnung 7a bis 7h oder an einem festen Abschnitt der Anlage, wie beispielsweise der Stütze der Komponente 3, befestigt.

Die Vorspannungs- und Dämpfervorrichtungen 10, die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ringen 7a und 7b angeordnet sind, ermöglichen, die Beabstandung der Ringe nach der Befesti­ gung der Zugankeranordnung 8 und 8' der Schutzvorrichtung 6 einzustellen. Man kann somit die Spannung der Zuganker und gegebenenfalls das axiale Spiel zwischen den unterschiedli­ chen Elementen einstellen, die die Schutzvorrichtung bil­ den. Man kann somit das System unter Vorspannung setzen, die Montagespiele auffangen oder ein gewisses Spiel sicher­ stellen, was die Ausdehnung der Rohrleitung 2 bis zu ihrer Betriebstemperatur ermöglicht.

In den Fig. 2 und 3 ist eine Ausführungsvariante der Schutzvorrichtung 6 im Bereich einer Biegung der Rohrlei­ tung 2 dargestellt.

Beiderseits der Biegung oder Krümmung der Rohrleitung 2 sind ein erster Ring 7 und ein zweiter Ring 7' angeordnet, die jeweils durch zwei rechteckförmige Halterahmen gebildet sind, die an ihrem Mittenabschnitt jeweils einen halbkreis­ förmigen Ring aufweisen, dessen Durchmesser in der Nähe des Außendurchmessers der Rohrleitung 2 liegt.

Die Halbrahmen stehen seitlich mit der Rohrleitung 2 in Eingriff, wobei sie dann zusammengesetzt sind, derart, daß die Halbringe einen Ring bilden, der gegebenenfalls mit ei­ nem Spiel um die Außenoberfläche der Rohrleitung 2 greift.

Ein jeder der Halbrahmen, der die Ringe 7 und 7' bildet, weist darüber hinaus Zwischenstreben 13 auf, die ausgerich­ tete Öffnungen aufweisen, in die Befestigungsachsen 12 der Verbindungsbügel oder -ösen 11 der Zuganker 8 an den Ringen eingreifen können. Die Endverbindungsbügel 11 der Zuganker 8 weisen Öffnungen auf, die in die Fluchtlinie mit den Öff­ nungen der Zwischenstreben 13 des Rahmens gesetzt sind, derart, daß sie die Zusammensetzachse 12 in die ausgerich­ teten bzw. fluchtenden Öffnungen der Zwischenstreben 13 und der Verbindungsbügel 11 setzen.

Nach Montage der Zuganker werden die Zusammensetzachsen 12 an ihren Enden an den Rahmen 7 und 7' befestigt.

Im Bereich der Krümmung der Rohrleitung 2, nach dem Äußeren der Krümmung ist eine Haltevorrichtung befestigt, die auf allgemeine Weise mit der Bezugsziffer 14 bezeichnet ist, wobei sie durch Zuganker gebildet wird, und wobei sie durch ein Schutzblech ersetzt werden kann, wie die Bleche 9a und 9b, die in Fig. 1 dargestellt sind.

Die Schutzvorrichtung 14 der Krümmung weist zwei erste ge­ krümmte Zuganker 15 auf, deren Krümmung im wesentlichen identisch zu der Krümmung der Biegung der Rohrleitung 2 ist, wobei sie in eine Position im wesentlichen parallel zur Achse der Rohrleitung 2 gesetzt sind, und an ihren En­ den durch Verbindungsbügel 17 mit den Rahmen 7 und 7' mit­ tels Befestigungsachsen 12 der Zuganker 8 verbunden sind.

Die Schutzvorrichtung 14 weist einen zweiten gekrümmten Zuganker 16 auf, dessen Achse in eine Ebene gesetzt ist, die im wesentlichen senkrecht zu den Ebenen verläuft, in denen die Achsen der Zuganker 15 gesetzt sind. Der Zuganker 16 drückt auf einen Keil 18, der seinerseits auf der Außen­ seite der Biegung der Rohrleitung 2 auf der Höhe der Zugan­ ker 15 ruht, derart, daß der Keil 18 eine Zwischenstrebe für die Zuganker 15 bildet. Der zweite gekrümmte Zuganker 16 weist die Form eines Bogens auf, der Verbindungsbügel 19 an seinen Enden aufweist, die nach dem Inneren der Krümmung der Rohrleitung 2 angeordnet sind, und in vertikaler Rich­ tung ausgerichtet sind. Die Enden des Bogens 16, die von den Verbindungsbügeln 19 gebildet werden, sind untereinan­ der und mit den Rahmen 7 und 7' durch eine Zugankeranord­ nung 20, 21 verbunden.

Der Rahmen 7' ist über ein Abschnitt 22 der Anlage 1 mit­ tels Einstellvorrichtungen der Vorspannung 23 befestigt, die jeweils durch eine Schraube, eine Klemmutter und eine Anordnung von elastischen Ringen bzw. Scheiben gebildet werden. Man kann somit die Spannung der Zuganker einstel­ len, wobei die Vorrichtungen 23 ebenfalls ermöglichen, die Ausdehnungen der Rohrleitung 2 zu absorbieren.

In Fig. 4 ist eine Ausführungsvariante der Schutzvorrich­ tung 6 in der Nähe einer Biegung der Rohrleitung 2 darge­ stellt. Die denen von Fig. 2 drei einerseits und vier ande­ rerseits entsprechenden Elemente haben dieselben Bezugszif­ fern.

Zwischen den Ringen 7 und 7', die beiderseits des Rahmens gesetzt sind, weist die Schutzvorrichtung gekrümmte Zugan­ ker 15 auf, die außen an der Krümmung bzw. Biegung angeord­ net sind und mit ihren Enden mit den Ringen 7 und 7' ver­ bunden sind.

Drei gekrümmte Zuganker 24, die in Anordnungen im wesentli­ chen senkrecht zu den gekrümmten Zugankern 15 gesetzt sind, weisen Endabschnitte auf der Innenseite der Krümmung auf, die mit einem Verbindungsstück 25 verbunden sind, das sei­ nerseits mittels Zuganker 26 an den Ringen 7 und 7' befe­ stigt ist.

Im Falle eines Risses der Rohrleitung in irgendeiner Zone, beispielsweise im Bereich einer Krümmung, ermöglicht die Schutzvorrichtung 6 gemäß der Erfindung, die Bewegung oder Verschiebung der Abschnitte der Rohrleitung beiderseits der Reißzone zu begrenzen und die Energie zu absorbieren, die bei dem Aufreißen erzeugt wird, mittels der Zuganker, die um die Rohrleitung gesetzt sind, der Ringe, der Schutzble­ che im Fall der Vorrichtung, dargestellt in Fig. 1, und ge­ gebenenfalls der Energieabsorptionsvorrichtungen zu absor­ bieren.

Aufgrund der Tatsache, daß die Abschnitte der Rohrleitung beiderseits der Reißstelle gehalten werden, und sich nicht groß einander gegenüber bewegen können, wird ebenfalls das Lecken von Fluid begrenzt, das von der Rohrleitung 2 trans­ portiert wird.

Die Schutzanordnung der Rohrleitung kann ausgehend von Ele­ menten mit Standardform verwirklicht werden, die entweder handelsübliche Elemente sind, wie beispielsweise Streben, Verbindungsbügel, Achsen- oder Mutternelemente, oder können Elemente in Form und Abmessungen sein, die an die Rohrlei­ tung angepaßt sind, die alle identisch sind, für die Schutzvorrichtungsanordnung, wie die Rahmenelemente, die die Ringe bilden. Gleichermaßen können die Zuganker oder Schutzbleche der Krümmungen auf vollkommen standardisierte Weise verwirklicht sein.

Für die Verwirklichung und Anbringung einer Schutzvorrich­ tung auf einer Rohrleitung einer Anlage, wie beispielsweise einem Kühlkreislauf, wird das Vorsehen von Standardelemen­ ten erzeugt, die vor Ort gesetzt und direkt an der Rohrlei­ tung montiert werden. Die Elemente, die die Ringe bilden, greifen seitlich auf die Rohrleitung ein, werden dann un­ tereinander zusammengesetzt, derart, daß die Ringe entlang der Länge der Rohrleitung verschoben werden können. Die Ringe werden anschließend untereinander durch geradlinige oder gegebenenfalls durch gekrümmte Zuganker oder die ge­ krümmten Schutzbleche im Bereich der Biegungen der Rohrlei­ tung verbunden.

Die beiden Ringe, die in der Nähe der Enden der Rohrleitung angeordnet sind, werden mit festen Elementen der Anlage mittels Zugankern verbunden, die jeweils an einem der Enden an einem Ring und an ihrem entgegengesetzten Ende an einem festen Element der Anlage befestigt sind.

Um das Unterspannungsetzen der Elemente, die die Schutz­ anordnung bilden, sicherzustellen und um die Energie im Falle eines Aufreißens der Rohrleitung zu absorbieren, kön­ nen Vorspannungs- und Dämpfungsvorrichtungen 10 verwendet werden, die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ringen 7a, 7b, wie das in Fig. 1 dargestellt ist, angeordnet sind.

Eine jede der Vorspannungs- und Dämpfungsvorrichtungen 10 weist einen ersten Montageverbindungsbügel auf, der mit ei­ nem ersten Ring 7a an einem seiner Enden verbunden ist, und einen zweiten Montageverbindungsbügel auf, der mit einem zweiten Ring 7b verbunden ist, derart, daß die Vorrichtung 10 zwischen die beiden aufeinanderfolgenden Ringe zwischen­ gesetzt ist.

Wie es aus den Fig. 5A und 5B ersichtlich ist, weisen die Energieasorbtionsvorrichtungen 10 einen rohrförmigen Körper 10a auf, der in einem Bereich seiner seitlichen Oberfläche durch Fenster, wie beispielsweise 27, durchsetzt ist, die den Zutritt zu einer inneren Ausnehmung des rohrförmigen Körpers 10a freigeben.

Der rohrförmige Körper 10a weist zwei Böden 10b und 10c an seinen Längsenden auf. Einer der Böden 10b wird von einer Gewindeöffnung durchquert, in der durch Einschrauben und Blockieren durch eine Mutter eine erste Stange 28 befestigt ist, die an ihrem Ende mit einem Verbindungsbügel oder ei­ ner Verbindungsöse 28' verbunden ist.

Der entgegengesetzte Boden 10c des Körpers 10a wird von ei­ ner Öffnung durchquert, in die ein Führungsrohr 29 (siehe Fig. 5C) einer Stange 30 eingreift, die ein Zuganker analog zu den Verbindungszugankern 8 der Ringe 7 sein kann, wobei er an seinem Ende einen Verbindungsbügel oder eine Verbin­ dungsöse 30' trägt, die ermöglicht, sie mit dem Ring 7b (Fig. 1) zu verbinden. An dem der Verbindungsöse 30' entge­ gengesetzten Ende weist der Zuganker 30 ein Gewinde auf und nimmt eine Einstellmutter 31 auf. Die Einstellmutter 31 wird gegen eine Platte 32 gedrückt, die von einer Öffnung durchquert ist und in gleitendem Eingriff mit dem Zuganker 30 ist. Eine zweite Platte 33, die mit dem Ende des Rohres 29 verbunden ist, ist ebenfalls gleitend in Eingriff auf den Endabschnitt des Zugankers 30.

Zwischen den Platten 32 und 33 sind Scheiben, wie bei­ spielsweise Bellevillescheiben zwischengesetzt, die auf die Stange 30 aufgeschoben sind und einen ersten elastischen Stapel 34 zum Einstellen der Vorspannung der Schutzvorrich­ tung bilden.

Zwischen der zweiten Platte 33 und dem Boden 10c des Kör­ pers 10a der Einstellvorrichtung des Spiels sind ebenfalls elastische Scheiben vom Typ Belleville aufgeschichtet, die auf das Führungsrohr 29 aufgesteckt sind und einen zweiten elastischen Stapel 35 bilden, dessen Steifheit größeres als jene des ersten elastischen Stapels 34. Der zweite elasti­ sche Stapel ermöglicht die von der Schutzvorrichtung über­ tragene Energie im Falle des Aufreißens der Rohrleitung zu absorbieren.

Die Platte 32 ist in gleitendem Eingreif im Inneren des Fensters 27 des Körpers 10a und weist ein zum Äußeren des Körpers 10a vorspringendes Ende auf, wobei ein Zeiger oder eine Maßangabe 32', die sich gegenüber einem Maßstab 36 der sich in Längsrichtung an dem Körper 10a erstreckt, bewegt. Die Position des Zeigers 32' bezüglich des Maßstabs 36 er­ möglicht die Position der Platte 32 in der Längsrichtung der Stange 30 bezüglich des Körpers 10a zu bestimmen. Das Aufschrauben oder Herunterschrauben der Mutter 31 auf der Stange 30 ermöglicht die Platte 32 in axialer Richtung des Körpers 10a zu bewegen, derart, daß die Vorspannung der Scheibenschichtung 34 am Ende der Montage der Schutzvor­ richtung eingestellt werden kann.

Nachdem die Montage der Elemente der Schutzvorrichtung durchgeführt wurde, wird die Vorspannung der Zuganker unter Aufschrauben bzw. Einschrauben der Muttern 31 der Energie­ absorber 10 eingestellt, die zwischen zwei aufeinanderfol­ genden Ringen 7a und 7b gesetzt sind.

Man stellt die Position der Platte 32 auf einen präzisen Wert ein, der durch den Zeiger 32' der Energieabsorber er­ faßt wird, um die Vorspannung der Zuganker der Schutzvor­ richtung festzulegen.

Die Vorrichtungen 10 ermöglichen ebenfalls die Bewegungen oder Verschiebungen der Elemente der Schutzvorrichtung auf­ grund von Ausdehnungen, beispielsweise beim Anstieg der Temperatur der Rohrleitung 2 im Augenblick seines Inbe­ triebnehmens, zu absorbieren. Die Absorption der Ausdehnun­ gen wird durch die Bewegung der Stange 30 nach dem Äußeren des Körpers 10a sichergestellt. Die Platte 32, die mit der Stange 30 verbunden ist, bewegt sich derartig, daß sie den Scheibenstapel 34 komprimiert. Aufgrund des Vorhandenseins von festen Punkten an einem jeden der Enden der Rohrleitung paßt sich die Länge der Schutzanordnung zwischen den festen Punkten an der von der Rohrleitung entwickelten Länge an, die ihrerseits von der Temperatur der Rohrleitung abhängt.

Wenn die Rohrleitung einen Riß im Betrieb erfährt, wird das Aufreißen, d. h. das brutale Verschieben der Abschnitte der Rohrleitung beiderseits des Risses durch die Schutzvorrich­ tung aufgefangen und die freigesetzte Energie wird durch die Energieabsorber 10 aufgefangen, von denen die Scheiben­ stapel 34 und 35 einer brutalen Kompression unterworfen werden, aufgrund der Bewegung des Zuganges 30, der Platte 32, des Rohrs 29 und der Platte 33.

In Fig. 5D ist eine Variante der Vorspannungs- und Dämp­ fungsvorrichtung 10 zu sehen. Die Elemente, die jenen der Fig. 5C und 5D entsprechen, tragen dieselben Bezugsziffern.

Die Platte 32 des Energieabsorbers kann wie vorstehend durch eine Mutter 31 bewegt werden, die in Anlage auf die Platte 32 kommt, die ihrerseits auf einen Stapel 34 von elastischen Scheiben vom Typ Belleville andrückt. Der Sta­ pel von Scheiben vom Typ Belleville 34, in den die Stange eingreift, wird zwischen die Platte 32 und eine zweite Platte 33 gesetzt bzw. gezwängt, die ihrerseits gegen ein Ende eines Rohres 36 drückt, dessen zweites Ende in Andruck gegen den Boden 10c des Körpers 10a der Vorrichtung zum Einstellen des Spiels ist.

Das Rohr 36 weist eine seitliche Wand auf, die mit Löchern 37 durchsetzt ist, derart, daß sie ein Dämpferelement durch Zusammendrücken im Falle des Überschreitens eines Zugwertes auf den Zuganker 30 bildet, beispielsweise im Fall eines Risses der Rohrleitung 2.

Die Einstellung der Vorspannung und der Absorption des Spiels bei Ausdehnung wird immer durch den Scheibenstapel 34 sichergestellt, wohingegen die Energieabsorption im Fal­ le eines Reißens der Rohrleitung durch den Scheibenstapel 34 und gegebenenfalls durch das Rohr 36 sichergestellt wird, wenn die Druckspitze bei dem Aufreißen einen Zusam­ mendrückschwellwert des Rohres 36 übersteigt.

Die Elemente, die die Vorrichtung bilden und insbesondere die die Zuganker bilden, sind handelsübliche Standardpro­ dukte, gebildet aus Streben, Ösen, Steckschrauben oder Mut­ tern, die in unterschiedlichen Stahlzusammensetzungen bei hoher mechanischer Widerstandskraft zur Verfügung stehen. Die Ringe, die zu einander alla identisch sind, können Mas­ senprodukte sein. Darüber hinaus sind die Montagearbeiten der Schutzvorrichtung vor Ort erheblich erleichtert durch die Verwendung von Standardelementen, deren Montage nur einfache Vorgänge erfordert.

Die Vorspannungs- und Dämpfungsvorrichtungen werden in leicht von der Bedienungsperson erreichbaren Zonen pla­ ziert, was die Notwendigkeit begrenzt, Zutrittsplattformen vorzusehen bei der Konzeption der Anlage. Aufgrund der Ver­ einheitlichung der elementaren Bestandteile der Schutzvor­ richtung, werden die Entwicklungen und die Konzeption einer Schutzvorrichtung gemäß der Erfindung erheblich erleichtert.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Beanspruchungen in der Schutzvorrichtung, wenn sich die Anlage in Betrieb befin­ det, nur von der Ausdehnung der Rohrleitungsstücke abhängt, d. h. der Länge, die von den Rohrleitungsstücken ausgebil­ det wird, von deren Temperatur und deren Materialverände­ rung, die sie bilden. Insbesondere die thermischen, mecha­ nischen oder seismischen Bewegungen, die die Anlage er­ fährt, beeinflussen nicht die Spannung in den Zugankern der Schutzvorrichtung.

Bemerkenswert ist, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung, die eine Verkettung über die gesamte Länge der Rohrleitung bildet, besonders nachgiebig und anpaßbar ist und einen Schutz der Rohrleitung über ihre gesamte Länge ermöglicht.

Die Erfindung ist nicht auf die obenbeschriebenen Ausfüh­ rungsformen beschränkt.

So können die Zuganker, die Ringe, die Schutzbleche der Rohrleitungskrümmungen und die Vorspannungs- und Dämpfungs­ vorrichtungen unterschiedliche Formen zu jenen, wie sie be­ schrieben wurden, aufweisen. Es ist möglich eine Schutz­ anordnung zu verwenden, die keine Vorspannungs- und Dämp­ fungsvorrichtungen aufweist, die zwischen zwei Komponenten der Schutzanordnung gesetzt sind. Die Vorspannungs- und Energiedämpfungsvorrichtungen können nicht nur zwischen zwei Ringen, sondern auch zwischen einem Ring und einem fe­ sten Aufnahmepunkt von Kräften oder sogar zwischen einem Ring und einem Zuganker gesetzt sein. Auf allgemeine Weise können die Vorrichtungen zwischen zwei Komponenten, welche auch immer, der Schutzanordnung entlang der Länge der Rohr­ leitung gesetzt sein.

Die Fixpunkte an den Ende der Rohrleitungen können entweder durch eine feste Komponente der Rohrleitung oder der Anla­ ge, wie beispielsweise einer Verbindung, einem Ventil oder einem Befestigungsmitnehmer, oder auch durch eine externe Aufnahmestruktur von Kräften der Anlage gebildet sein, ge­ bildet aus einem Gerüst oder Tragwerk oder einem Abschnitt des Bauwerks der Anlage.

Die Schutzvorrichtung kann zugehörige Organe aufweisen, beispielsweise Dämpfungssysteme von dynamischen Kräften, wie Rohre, die in der Lage sind, die Energie durch Zusam­ mendrücken von Federn, von Dämpfern, von Strukturen in Wa­ benform zu absorbieren. Die Schutzvorrichtung kann eben­ falls wenigstens in bestimmten Zonen der Rohrleitung Spritzschutzvorrichtungen (pare-jets) aufweisen, um Sprit­ zer der Flüssigkeit zu vermeiden, die in der Rohrleitung im Augenblick eines Aufreißen zirkuliert.

Die Erfindung findet ihre Anwendung nicht nur in dem Fall von Kernreaktorkreisläufen, sondern ebenfalls im Fall einer jeglich industriellen Anlage, die Rohrleitungen verwendet, in denen ein Fluid unter hohem Druck zirkuliert.

Claims (12)

1. Schutzvorrichtung für eine unter Druck stehende Rohr­ leitung (2), die in einer Anlage (1) angeordnet ist, mit festen Kraftaufnahmeelementen (3) an den Enden der Rohrleitung (2), die dazu dient, die Folgen eines Rei­ ßens im Betrieb der Rohrleitung (2) zu begrenzen, da­ durch gekennzeichnet, daß sie aufweist:

• - wenigstens zwei Ringe (7, 7', 7a, . . ., 7h), die in Eingriff stehen mit der Rohrleitung (2) in zwei beabstandeten Zonen entlang der Länge der Rohr­ leitung (2), und
• - eine Mehrzahl von Zugstreben oder Zugankern (8, 8'), die jeweils an einem ersten Ende an einem ersten Ring und an einem zweiten entgegengesetz­ ten Ende an einem eines zweiten Ringes (7, 7', 7a, . . ., 7h) und eines Elements zur Aufnahme von Kräften (3, 4) befestigt sind, derart, daß die Ringe (7, 7', 7a, . . ., 7h) und die Zuganker (8, 8') eine Halteanordnung bilden, die entlang der Länge der Rohrleitung (2) angeordnet ist, und nur mit den Kraftaufnahmeelementen (3, 4) an den En­ den der Rohrleitung (2) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin wenigstens eine Vorspannungs- und Energieabsorptions- oder Dämpfungsvorrichtung (10) aufweist, die zwischen zwei Komponenten der Schutzvor­ richtung gesetzt ist, um die Vorspannung der Zuganker (8, 8') der Schutzvorrichtung einzustellen und die Energie im Fall eines Aufreißens der Rohrleitung (2) zu absorbieren.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens eine Vorspannungs- und Energieab­ sorptions- bzw. Dämpfungsvorrichtung (10) aufweist, die zwischen zwei Ringen (7a, 7b) gesetzt ist, die aufeinanderfolgend beabstandet entlang der Länge der Rohrleitung (2) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vorspannungs- und Energieabsorpti­ onsvorrichtung (10) einen rohrförmigen Körper (10a) aufweist, der an einem ersten axialen Ende Verbin­ dungseinrichtungen (28') des ersten axialen Endes des rohrförmigen Körpers (10c) mit einer Komponente der Schutzvorrichtung, einer Stange oder einem Zuganker (30) von axialer Ausrichtung, die gleitbeweglich in axialer Richtung in einen zweiten axialen Endabschnitt (10c) des rohrförmigen Körpers entgegengesetzt zum er­ sten axialen Ende aufweist, wobei sie im Inneren des rohrförmigen Körpers (10a) ein Gewindeende, eine Mut­ ter (31), die auf dem Gewindeende der Stange (30) in der Anlage auf eine Platte (32), die gleitbeweglich auf der Stange (30) montiert ist, und eine elastische Rückfedereinrichtung (34) aufweist, die zwischen der Platte (32) und einem Energieabsorber (35, 36) in der Anlage auf das zweite axiale Ende (10c) des Körpers (10a) gesetzt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Federeinrichtung (34) aus einem er­ sten Stapel von Scheiben vom Typ Belleville gebildet ist, die auf der Stange (30) aufgestapelt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Energieabsorber (35) aus einem zwei­ ten Stapel (35) von Scheiben vom Typ Belleville gebil­ det ist, die auf einem Führungsrohr (29) der Stange (30) in axialer Richtung aufgeschichtet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Energieabsorber aus einem Rohr (36) gebildet ist, dessen Seitenwand mit Öffnungen (27) durchsetzt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie darüber hinaus im Bereich we­ nigstens einer Krümmung oder Biegung (2a, 2b) der Rohrleitung (2) auf der Außenseite der Biegung (2a, 2b) ein gekrümmtes Schutzblech (9a, 9b) aufweist, das an seinen Enden an zwei aufeinanderfolgenden Ringen (7b, 7c, 7d, 7e) befestigt ist, die an der Rohrleitung (2) eingreifen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf der Höhe wenigstens einer Biegung oder Krümmung der Rohrleitung (2) wenigstens eine Schutzanordnung (14) aufweist, die von wenigstens zwei gekrümmten Zugankern (15) gebildet wird, die auf der Außenseite der Krümmung der Rohrleitung (2) in ei­ ner Anordnung im wesentlichen parallel zur Außenober­ fläche der Krümmung angeordnet sind, wobei sie an den Enden an zwei Ringen (7, 7') befestigt ist, die ent­ lang der Länge der Rohrleitung (2) beiderseits der Krümmung aufeinanderfolgend angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzanordnung (14) der Krümmung darüber hin­ aus wenigstens einen Bogen (16, 24) in einer Anordnung senkrecht zum gekrümmten Zuganker (15) parallel zur Außenoberfläche der Krümmung der Rohrleitung (2) auf­ weist, der Enden (19) aufweist, die mittels Zugankern (21) mit zwei Ringen (7, 7') verbunden sind, die bei­ derseits der Krümmung angeordnet sind, wobei der Bogen (16) sich mittels eines Anschlags (18) auf der Außen­ oberfläche der Krümmung der Rohrleitung (2) abstützt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens zwei Bögen (24), die senkrecht zum gekrümmten Zuganker (15) verlaufen, die an ihren Enden mittels eines gemeinsamen Verbindungsteils (25) ver­ bunden sind und mittels Zugankern (26) mit zwei auf­ einanderfolgenden Ringen (7, 7') verbunden sind, die beiderseits der Krümmung der Rohrleitung angeordnet sind.

12. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zum Schutz einer Rohrleitung (2) eines Kühl­ kreislaufs eines Kernreaktors.