DE2022751B2

DE2022751B2 - Thermische isolierung fuer spannbeton-druckbehaelter von wassergekuehlten kernreaktoren

Info

Publication number: DE2022751B2
Application number: DE19702022751
Authority: DE
Inventors: Gottfried Dipl.-Chem. Dr. rer.nat. 8510 Fürth; Rißler Peter Dipl.-Ing.; 8521 Großdechsendorf Grämer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-05-09
Filing date: 1970-05-09
Publication date: 1976-07-08
Also published as: FR2088463B1; FR2088463A1; DE2022751A1; GB1287384A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine thermische Isolierung für Spannbeton-Druckbehälter von wassergekühlten Kernreaktoren, wobei zwischen dem thermischen Schild und der Stahlauskleidung des Spannbeton-Druckbehälters eine Isolierschicht angeordnet ist.

Eine solche thermische Isolierung ist bekannt (FR-PS 81 780). Hierbei besteht die thermische Isolierung aus Metall- oder Keramik-Fibermaterial oder -Folienmaterial. Da je nach Aufbau der Reaktoranlage derartige thermische Isolierungen entweder von vornherein mit dem aktiven Kühlmedium in Berührung kommen oder — im Falle eines Risses oder einer Undichtigkeit im Liner — in Berührung kommen können, ist es wichtig, daß durch die thermische Isolierung keine zusätzlichen korrosiven Flächen entstehen, was jedoch bei einer metallischen Isolierung der Fall ist. Eine keramische Isolierung weist ein relativ hohes Gewicht auf und außerdem den Nachteil der Brüchigkeit bei thermischer Wechselbeanspruchung und damit des erhöhten Abriebs. Verwendet man rostfreien Stahl als dichte Umhüllung für beliebige, nicht beständige Isolierstoffe, so ist bei direkter Umspülung durch das Kühlmittel die hohe Wärmeleitzahl, die hohe Wärmedehnzahl und der hohe Ε-Modul des Stahls von Nachteil.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine thermische Isolierung zu schaffen, die einerseits ein günstiges Wärmedämmverfaalten und andererseits eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Lösungsvorgänge. Korrosion und Abrieb aufweist Erfindungsgemäß wird ro die gestellte Aufgabe mit einer thermischen Isolierung der eingangs genannten Art dadurch gelöst daß die Isolierschicht aus verkohltem Schaumstoff besteht 'Derartiger verkohlter Schaumstoff bzw. Schaumkohlenstoff besteht im allgemeinen aus bekannten Kunststoffhartschäumen, die unter Luftabschluß stark erhitzt und dadurch verkokt werden. Um den mechanischen Abrieb insbesondere der Oberfläche dieses Schaumstoffs und darüber hinaus die Konvektionssperrqualitäten des Materials zu erhöhen, ist es vorteilhaft wenn der Schaumstoff mit einer Schicht aus Pyrokohlenstoff überzogen ist. Diese Isolierung ist dann als sogenannte »nasse Isolierung« ohne Umhüllung direkt in das Kühlmittel eingesetzt und von diesem umspült.

Der pyrokohlenstoi'fbehandelte Schaumstoff wird zweckmäßigerweise in Formstücken verwendet die in mehreren Lagen jeweils versetzt angeordnet sind.

Zur Überprüfung der Isolierschicht und leichteren Inspektion der Stahlauskleidung des Spannbetonbehälters ist es ferner zweckmäßig, wenn die Formstücke von einem aus dem Isolierspalt herausnehmbaren Einsatz getragen sind. Dabei dient zweckmäßigerweise als korbartiger Einsatz der thermische Schild selbst. Dazu können die Formstücke durch alle Lagen gemeinsam verspannende Schrauhenbolzen am thermischen Schild befestigt sein oder aber die einzelnen Formstücke sind an ihren Kanten jeweils von miteinander verschweißten Blechstreifen eingefaßt und gehalten. Eine weitere Möglichkeit der Befestigung besteht darin, daß die einzelnen Lagen von Formstücken über jeweils zwischen Formstücken benachbarter Lagen eingepreßte Krallendübel gehalten sind. Weiterhin sind Kombinationen der oben beschriebenen Anbringungsmöglichkeiten verwendbar.
An Hand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise einer Isolierung nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Spannbeton-Druckbehälter,
Fig.2 einen Ausschnitt aus der Isolierung mit Halterung über Schraubenbolzen,

F i g. 3a und F i g. 3b einen Längsschnitt und eine Seitenansicht eines Teils der Isolierung mit Halterung der Formstücke durch Belchstreifen,

F i g. 4 einen Längsschnitt durch einen Teil der Isolierung mit Halterung durch Krallendübel und
F i g. 5 eine Ansicht derartiger Krallendübel.
Nach F i g. 1 besteh: der Spannbeton-Druckbehälter 1 aus einer ebenen Bodenplatte 2, einem zylindrischen Wendungsteil 3 und einem oberen Ring 4, der den Deckel 7 des eigentlichen Reaktors 5 niederhält. Im unteren Teil des Dnickbehälterinnenraumes 5 ist der Reaktorkern 6, bestehend aus parallel zueinander angeordneten Brennelementen angeordnet, während oberhalb des Reaktorkerns 6 die Kühlmittelzuführungs- und -ableitungsstutzen 8 einmünden. Der Druckbehälterinnenraum 5 ist zunächst von einem thermischen Schild 9 umschlossen, während die Innenwandung des eigentlichen Spannbeton-Druckbehälters mit einer

Stahlauskleidung 10, dem sogenannten »Liner«, verseilen ist Zwischen Stahlauskleidung 10 und thermischem Schild 9 befinden sich nun erfindungsgemäß mehrere Lagen der Isolierung U aas pyrokohlenstoffbehandeltem verkohltem Schaumstoff.

In F i g. 2 ist ein Längsschnitt durch einen Teil dieser Isolierung im Bereich des zylindrischen Spannbeton-Druckbehälters 2 gezeigt. Dabei ist die Isolierung sdbst aus einzelnen Formstücken 12 aufgebaut, die jeweils in mehreren Lagen versetzt zueinander angeordnet sind. Eventueller Abrieb an der Isolierung wird dabei von einem durchgehenden Stahlgewebe 13 aus dem Kühlkreislauf ferngehalten. Auf der Außenseite der Formstücke 12 ist nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Blech 14 derart angeordnet, daß zwischen der Stahlauskleidung 10 des Druckbehälters 2 und der Isolierung 11 selbst ein schmaler Spalt 15 verbleibt Die aus diesen Fonnstücken 12 bestehende Isolierung 11 kann nunmehr fiber Schraubbolzen 16, die sich durch alle Lagen der Isolierung erstrecken, mit dem thermischen Schild 9 verschraubt sein. Über Bohrungen 25 im thermischen Schild 9 steht die Isolierung direkt mit dem Kühlmittel in Verbindung.

Eine andere Haltemögiichkeit für die Formstücke 12 ist in den Fig.3a und 3b gezeigt Dabei sind die einzelnen Formstücke 12 in senkrechter Richtung zwischen Blechstreifen 17 und in horizontaler Richtung von jeweils an den Enden entgegengesetzt abgewinkelten Blechstreifen 18 gehalten, die derart mit den senkrechten Streifen 17 verschweißt sind, daß sich ein festes Haltegitter für die einzelnen Formstücke ergibt Zusätzlich sind an den waagerechten und senkrechten Blechstreifen 17 und 18 noch Winkel 19 angeschweißt, die ein Herausrutschen der Formstücke verhindern. F i g. 3b zeigt dabei einen Ausschnitt aus der Gesamtanordnung mit 25 Feldern.

In Fig.4 ist eine weitere Möglichkeit der Halterung der Formstücke 12 näher erläutert Dabei sind die von dem umlaufenden verspannten Stahlgewebe 13 umfaßten Formstücke über jeweils zwischen die Formstücke 12 benachbarter Lagen eingepreßten sogenannten Krallendübel 20 gehalten. Diese Krallendübel 20

ίο bestehen, wie insbesondere aus F i g. 5 zu ersehen ist aus kreisförmigen Blechscheiben, die am Rand radial eingeschnitten sind. Die Kanten der Einschnitte sind dann jeweils abwechselnd nach der einen und der anderen Seite so umgebogen, daß sich eine sternförmige Ausbildung des ursprünglich kreisförmigen Bleches 20 ergibt Dabei sind jedoch auch Krallendübel mehreckiger Grundform möglich.

Die erfindungsgemäße thermische Isolierung aus pyrokohlenstoffbehandeltem verkohlten Schaumstoff und insbesondere deren Verwendung in Form von Formstücken ergibt eine ausreichende Isolierung für den Spannbeton-Druckbehälter bei allen Betriebszuständen des Reaktors. Dabei ist diese Isolierung trotz des direkten Kontaktes mit dem Kühlmittel sehr korrosionsbeständig und weist hohe Konvektionssperrqualitäten auf. Durch die beschriebene Anordnung und Befestigung am thermischen Schild als korbartigem Einsatz ist darüber hinaus ein leichtes Herausnehmen und Auswechseln zur Prüfung der Isolationsformstücke und zur Durchführung von Wiederholungsprüfungen an der Stahlauskleidung des Spannbeton-Druckbehälters möglich.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

·;- U Thermische Isolierung für Spannbeton-Dnickbehälter von wassergekühlten Kernreaktoren, wobei zwischen dem thermischen Schild und der Stahlauskleidung des Spannbeton-Druckbehälters eine Isolierschicht angeordnet ist dadurch gekennzeichnet, daß diese Isolierschicht (11) aus verkohltem Schaumstoff besteht
2. Thermische Isolierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verkohlte Schaumstoff mit einer Schicht aus Pyrokohlenstoff überzogen ist
3. Thermische isolierung aazh Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß die Isolierung ohne äußere Umhüllung direkt in das Kühlmittel eingesetzt und von diesem umspült ist
4. Thermische Isolierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch in mehreren Lagen jeweils versetzt angeordnete Formstücke (12) aus dem pyrokohlenstoffbehandelten verkohlten Schaumstoff.
5. Thermische Isolierung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß die Formstücke von einem aus dem Isolierspalt herausnehmbaren korbartigen Einsatz getragen sind
6. Thermische Isolierung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß der korbartige Einsatz durch den thermischen Schild gebildet ist
7. Thermische Isolierung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß die Formstücke (12) über alle Lagen gemeinsam verspannende Schraubbolzen (16) am thermischen Schild (9) befestigt sind.
8. Thermische Isolierung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daU die einzelnen Formstücke (12) an ihren Kanten von jeweils miteinander verschweißten Blechstreifen (17; 18) eingefaßt und gehalten sind.
9. Thermische Isolierung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Lagen der Formstücke (12) über jeweils zwischen Formstücken (12) benachbarter Lagen eingepreßten Krallendübel (20) gehalten sind.