Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abdichtung der Durchtrittsöffnung
im Druckgefäß eines wassergekühlten Atomkernreaktors für die Antriebswelle einer in das
Innere des Druckgefäßes hineinragenden stopfbuchslosen Kühlmittelumwälzpumpe beim Auswechseln
des hermetisch dichtenden Antriebsmotors, wobei vor der Motorenanlage die Antriebswelle bis zur
dichtenden Auflage, auf Grund ihres Eigengewichtes und des Innendruckes im Druckgefäß, auf einen
Dichtsitz zwischen der, Laufradnabe und einem die Wellendurchtrittsöffnung durchdringenden Lagertragrohr
abgesenkt wird.The invention relates to a method and a device for sealing the passage opening
in the pressure vessel of a water-cooled atomic nuclear reactor for the drive shaft of a
Inside of the pressure vessel protruding glandless coolant circulation pump when replacing
of the hermetically sealed drive motor, with the drive shaft up to
sealing pad, due to its own weight and the internal pressure in the pressure vessel, on one
Sealing seat between the impeller hub and a bearing support tube penetrating the shaft opening
is lowered.
Es ist bekannt, die notwendigen Kühlmittel in Reaktordruckgefäßen,
insbesondere bei Atomkernreaktoren, mittels interner Umwälzpumpen mit entsprechender
Wellenabdichtung unter Verwendung normaler Antriebsmotore.umzuwälzen. Eine Verwendung
der von stopfbuchslosen Umwälzpumpen her bekannten nassen Motore bzw. Spaltrohrmotore so
wegen deren vorteilhaften Eigenschaften scheiterte jedoch bisher daran, daß bei deren Austausch
bei gefülltem Reaktordruckgefäß ein Austritt von radioaktiver Flüssigkeit nicht vermieden v/erden
konnte.It is known that the necessary coolants in reactor pressure vessels,
especially in the case of atomic nuclear reactors, by means of internal circulation pumps with appropriate
Shaft seal using normal drive motors. One use
the wet motors or canned motors known from stuffing boxless circulators like this
because of their advantageous properties, however, has so far failed because when they are exchanged
When the reactor pressure vessel is full, the escape of radioactive liquid must not be avoided
could.
Die Überwindung der hierfür maßgebenden Dichtprobleme
ist daher Aufgabe der Erfindung. Diese wird bei dem eingangs genannten Verfahren dadurch
gelöst, daß erfindungsgemäß nach dem Absenken der Antriebswelle das radioaktive Restwasser im
Aggregat über eine Bohrung im Motorgehäuse abgelassen und anschließend die Antriebswelle mit dem
Lagertragrohr verspannt wird.Overcoming the sealing problems that are decisive for this
is therefore the object of the invention. This is achieved in the method mentioned at the beginning
solved that according to the invention after lowering the drive shaft, the radioactive residual water in
The unit is drained through a hole in the motor housing and then the drive shaft with the
Bearing support tube is braced.
Es ist zwar schon bekanntgeworden (Nuclear Engineering and Design, März 1967, Seiten 161 bis
169), bei einer Pumpe dieser Art die Welle abzusenken
zwecks Erreichens einer Abdichtung. Durch den Erfindungsgegenstand wird demgegenüber als
Vorteil jedoch die Verwendung der vorteilhaften hermetisch dichten, also ohne Wellenabdichtung arbeitenden
Pumpenaggregate auch bei reaktorinternen Pumpenanordnungen realisierbar, weil die — im
Falle einer Motorstörung — zu fordernde Austauschbarkeit
des kompletten Motors ohne vorherige Entleerung des Reaktordruckgefäßes und ohne Austritt
von radioaktivem Leckwasser möglich ist.It has already become known (Nuclear Engineering and Design, March 1967, pages 161 to
169) to lower the shaft on a pump of this type
to achieve a seal. By contrast, the subject matter of the invention as
The advantage, however, is the use of the advantageous hermetically sealed, that is to say working without a shaft seal
Pump units can also be implemented with pump arrangements inside the reactor, because the - im
In the event of an engine failure - interchangeability is required
of the complete engine without prior emptying of the reactor pressure vessel and without an outlet
radioactive leakage water is possible.
Die an sich bekannte, durch Absenken der Pumpenwelle zu erreichende Abdichtung zwischen Lagertragrohr
und Laufradnabe wird wesentüch dadurch verbessert, daß die Pumpenwelle vor Abbau des Motors
mit dem Lagerträgrohr axial verspannt wird. Hierdurch wird die axiale Anpreßkraft an die Dichtstelle
nicht nur — wie-bisher üblich — im wesentlichen vom Eigengewicht der Welle bestimmt (der Innendruck
im Reaktordruckgefäß wird vor Beginn einer Motor- bzw. Pumpendemontage praktisch bis
auf O abgesenkt), sondern infolge der mechanischen axialen Wellenverspannung um ein mehrfaches erhöht
(bei horizontal angeordneten Maschinen wäre eine Wellenabsenkung infolge ihres Eigengewichtes
gar nicht möglich).The per se known seal between the bearing support tube that can be achieved by lowering the pump shaft
and impeller hub is significantly improved by removing the pump shaft from the motor
is axially braced with the bearing support tube. As a result, the axial contact pressure is applied to the sealing point
not only - as has been the case up to now - essentially determined by the dead weight of the shaft (the internal pressure
in the reactor pressure vessel, before starting to dismantle the motor or pump, practically up to
lowered to O), but increased several times as a result of the mechanical axial shaft tension
(In the case of horizontally arranged machines, the shaft would lower due to its own weight
not possible at all).
Zudem ist beim Erfindungsgegenstand die axialverspannte Welle in Höhe ihres oberen und unteren
Wellenendes radial geführt, so daß auch während oder nach Abbau des Motors unbeabsichtigte radiale
Stöße auf das untere Wellenende die wirkungsvolle Abdichtung zwischen Lagertragrohr und Laufradnabe
nicht gefährden und hierdurch Personenschäden durch austretendes radioaktives Wasser vermieden
werden.In addition, in the subject matter of the invention, the axially braced shaft is at the level of its upper and lower one
Shaft end guided radially, so that unintentional radial shafts even during or after the motor has been dismantled
Butts on the lower end of the shaft create an effective seal between the bearing support tube and the impeller hub
not endanger and thereby avoid personal injury from escaping radioactive water
will.
Das Verfahren nach der Erfindung sei an Hand der Abbildung erläutert:The method according to the invention is explained with reference to the figure:
Nach dem Lösen der Schrauben 1 und Entfernen des Flanschest, wobei ein Austreten der noch im
Aggregat befindlichen radioaktiven Flüssigkeit durch bekannte Dichtungen, z. B. O-Ring 3 vermeidbar ist,
wird infolge des Innendruckes und des Eigengewichtes die Antriebswelle 4 bis zur Auflage der Gegendichtfläche
an der Laufradnabe 6 auf der Dichtfläche 5 an der einen Stirnseite des Lagertragrohres 7
nach unten gedrückt. Über eine Bohrung 8 wird das radioaktive Restwasser im Aggregat in eine dafür geeignete
Einrichtung abgelassen, während ein Nachströmen aus dem Reaktordruckgefäß 9 durch den
Dichtsitz 5 verhindert wird. Sollte trotzdem ausnahmsweise noch eine geringe Leckage auftreten,
kann diese über eine Bohrung 10 im Druckgefäß abgesaugt
werden. Nach der Entfernung von drei am Umfang des Aggregates befindlichen Montagedeckeln
11 kann die Welle 4 über ihren Wellenbund 13 mittels einer besonderen Vorrichtung, z. B. einer Verschraubung
12 axial mit dem Lagertragrohr 7 verspannt
werden. Auf diese Weise wird eine genügend hohe Flächenpressung und damit eine sichere Abdichtung
an der Dichtfläche 5 erzielt. Das Lagertragrohr 7 ist gegen das Reaktordruckgefäß 9 mittels bekannter
Dichtungen, z.B. einer O-Ringdichtung 14 gegen Flüssigkeitsdurchtritt gesichert.After loosening the screws 1 and removing the flange, the still in the
Radioactive liquid located in the aggregate through known seals, e.g. B. O-ring 3 is avoidable,
due to the internal pressure and its own weight, the drive shaft 4 is up to the contact of the counter-sealing surface
on the impeller hub 6 on the sealing surface 5 on one end face of the bearing support tube 7
pressed down. The radioactive residual water in the unit is transferred to a suitable one via a bore 8
Device drained while a post-flow from the reactor pressure vessel 9 through the
Sealing seat 5 is prevented. If, in exceptional cases, a small leak should still occur,
this can be sucked off via a bore 10 in the pressure vessel
will. After removing three assembly covers on the circumference of the unit
11, the shaft 4 via its shaft collar 13 by means of a special device, e.g. B. a screw connection
12 clamped axially with the bearing support tube 7
will. In this way, a sufficiently high surface pressure and thus a secure seal is achieved
achieved on the sealing surface 5. The bearing support tube 7 is against the reactor pressure vessel 9 by means of known
Seals, e.g. an O-ring seal 14, secured against liquid penetration.
Die Demontagearbeiten können nun gefahrlos durchgeführt, d. h. bei Störungsfall im Motor 15 dieser
nach dem Lösen der Verbindung 18 und der Schrauben 16 komplett ausgewechselt werden. Bei
einem Ausfall des oberen Lagers 17 kann außerdem das Lagertragrohr 7 und die damit verspannte Welle 4
nach dem Lösen der Verbindung 18 unter Entfernung des geteilten Ringes 19 durch das Reaktordruckgefäß
9 nach oben entfernt und mit einem neuen Lagereinsatz versehen werden. Der Antriebsmotor kann
dabei in seiner Position verbleiben.The dismantling work can now be carried out safely, i. H. if there is a fault in the motor 15 this
after loosening the connection 18 and the screws 16 are completely replaced. at
failure of the upper bearing 17 can also result in the bearing support tube 7 and the shaft 4 braced therewith
after loosening the connection 18 with removal of the split ring 19 through the reactor pressure vessel
9 removed upwards and fitted with a new bearing insert. The drive motor can
remain in its position.
Die Montagearbeiten erfolgen jeweils in umgekehrter Reihenfolge.The assembly work is carried out in reverse order.