DE2247761C2

DE2247761C2 - Traglager mit Dichtung für drehbaren Stopfen

Info

Publication number: DE2247761C2
Application number: DE2247761A
Authority: DE
Inventors: Roland Manosque Jacquelin
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1971-10-06
Filing date: 1972-09-29
Publication date: 1983-03-03
Also published as: BE789759A; JPS4845794A; DE2247761A1; FR2155075A5; GB1360712A; JPS5634742B2; US3819479A

Description

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8. Traglager nach einem der Ansprüche I bis 7, gekennzeichnet durch Feststellvorrichtungen zum Feststellen des Flansches (2) auf den Deckel (1), welche aus Spindeln (19) bestehen, die in am Deckel (1) befestigten Klappen (15) gehalten sind.

Die Erfindung betrifft ein Traglager mit Dichtung für einen drehbaren Stopfen, der in einem einen Kernreaktor nach oben abschließenden waagrechten Deckel angeordnet und bezüglich des Deckels drehbar ist. Bei dem Kernreaktor handelt es sich besonders um einen, der mit schnellen Neutronen betrieben wird.

Ein drehbarer Stopfen im oberen waagrechien Abschlußdeckel eines Kernreaktors soll durch seine Drehung besonders verschiedene Hantierungen im Inneren des Behälters ermöglichen. Die vom Stopfen auf sein Traglager, beispielsweise einen Kugelkranz, ausgeübten Easten können bei bestimmten Leistungsrcaktoren 350 ! oder mehr erreichen. Dennoch dürfen die Toleranzen bei der Zentrierung des Stopfens im Verlauf seiner Drehungen einige mm nicht übersteigen, damit die notwendige Präzision bei den Vorrichtungen erreicht wird, die zu Hantierungen im Inneren des Reaktorbehälters durch den Stopfen hindurch dienen. Die benutzten Dichtungen, wie Flüssigmetalldichtungen, müssen sowohl während des Reaktotbetricbs wie während Handhabungen von Kernbrennstoffelemcnten durch den Stopfen hindurch während des Reaktorstillstandes das Austreten von Inertgas vei hindern, welches im Reaktorbehälter oberhalb des als Kühlmittel für den Reaktorkern dienenden flüssigen Metalls vorgesehen ist. Die Abstützung eines so schweren drehbaren Stopfens bei gleichzeitiger Abdichtung und richtiger Zentrierung ist technisch schwierig.

Hei einem bekannten Kornreaktori>p weist der waagrechte Deckel eine Kreisoffnung mit senkrechter Achse zur Aufnahme des drehbarer Stopfens auf. .ler mit einem radialen zylindrischen Flansih von erhihlkh größerem Durchmesser als die Kr'.'iiölfmini: sowi.- mit Dichtungen und eine Verschiebung zulassenden l..igi-ιη zwischen der Unterseite des Radialflansihes und »·μιι:γ in der Oberseite des Deckels ausgebildeten Aull.iju fläche versehen ist.

Durch die Erfindung soll ein Tra^lijicr mit Dichtung für einen solchen drehbaren Stopfen ge .1 halfen w cick n, das eine gute Abdichtung sowohl in Ruhestellung wit. bei Drehung des Stopfens und eine einwandfreie Zentrierung und leichte Drehbarkeil des Stopfens bietet und bei dem die als Auflager. Drehlager und Dichtung dienenden Mittel für Wartung. Reparatur und gegebenenfalls Austausch leicht zugänglich sind

Diese Aufgabe wird gelöst durih ein Traglager nut den im Patentanspruch I angegebenen Merkmalen.

Bevorzugte Ausführungsformcn sind in den Untcransprüchen angegeben.

Um besonders die Drehung des Stopfens 'im seine Achse zu ermöglichen, weist die Hebevorrichtung torusförmige Druckluftkammern mit elastischen Wänden auf. die in offenen, in der dem Rail1.1lkr.1nz gegenüberliegenden Oberfläche des Deckels .uisgebildelen Ringsitzen angeordnet und mit einer Druckluftquelle '.erblinden sind, um sie aufzublasen und in diesen Sitzen iberhiilb der Kümmern angeordnete Reibringe anzuheben, die mil einer Gleitfläche gegen eine mit dem Radialflansch fest verbundene Gleitbahn rücken. Dcrar-

iigL Reibringe bestehen vorteilhafterweise aus einem Werkstoff mit geringem Reibungskoeffizienten und j großer Druckfestigkeit, besonders aus Polytetrafluoräthylen.

Die pneumatischen Kammern wirken so in Verbindung mit den Gleitringen als Dichtungen, und zwar sowohl, wenn sie für die Drehung des Stopfens aufgeblasen sind, als auch im nicht aufgeblasenen Zustand beim Betrieb des Reaktors, wobei der Stopfen

\ unbeweglich ist and sein Radialkragen mit Berührung κι

j von Metall zu Metall auf dem über die Auflagefläche des

' Deckels leicht erhöhten ebenen Kran/ aufliegt,

ι Vorzugsweise weisen die pneumatischen Kammern in

• ihrem Sitz kleinere Durchmesser als die Ringdichlungen

' auf ii

Die Erfindung wird erläutert durch die folgende ' Beschreibung einer nur als Beispiel angegebenen

Ausführungsform. Die Beschreibung bezieht sich auf die Zeichnung. Hierin zeigt

Fig. 1 einen teilweise weggebrochenen Radialschnitt 2» ι eines drehbaren Stopfens, der in einem Verschlußdeckel

des Behälters eines Kernreaktors angebracht isi, wobei der Stopfen und Deckel mit einem erfindungsfeemäßen Traglager mit Dichtung ausgerüstet sind:

F i g. 2 die gleichen Teile wie F i g. 1 bei zum Drehen angehobenem Stopfen.

Die Figuren zeigen einen waagerechten Verschluß-} deckel 1 des Behälters eines nicht gezeigten Kernreaktors. Auf dem Deckel liegt ein Radialflansch 2 auf, der zu einem zylindrischen Stopfen 3 mit senkrechter Achse sn gehört, der in einer Kreisöffnung im Deckel 1 sitzt und da/u dient, mittels nicht gezeigter, mit den Stopfen verbundener Vorrichtungen verschiedene Hantierungen im Inneren des durch den Deckel 1 verschlossenen Behälters vorzunehmen. Der Flansch 2 weist einen π oberen Verstärkungsring 2a auf, während seine innere Seitenfläche abgestuft ist, so daß ein dünnerer Teil 2έ> gebildet wird, der mit Bolzen B\ an einer Radialschultcr 4 des Stopfens 3 befestigt werden kann, die ein ebenfalls abgestuftes und den Abmessungen des Flansches 2 angepaßtes Profil aufweist, so daß sich die einander berührenden Teile der Schulter und des Flansches in derselben waagerechten Ebene und senkrecht zur Achse des Stopfens 3 erstrecken.

Der Deckel 1 trägt erfindungsgemäß neben seiner den Stopfen 3 aufnehmenden Öffnung einen ebenen

Auflagekranz la, der gegenüber der restlichen oberen , Fläche des Deckels geringfügig, etwa 0,1 mm, erhöht ist

und auf dem der Stopfen mit seiner Schuller 4 unmittelbar mit Berührung von Metall zu Metall der w ' beiden einander gegenünerliegcnden, sehr genau

bearbeiteten Flächen aufliegt. Zur Abdichtung zwischen dem Deckel 1 und dem mit dem Stopfen 3 verbundenen Flansch 2, wenn die Schulter 4 des Stopfens wie angegeben auf dem Kranz aufliegt, dienen Dichtungsringe 5a und 5ft aus verhältnismäßig weichem Material, , die einen im Verhältnis zu ihrem Durchmesser geringen

Querschnitt aufweisen und in Nuten eingesetzt sind, die im Deckel 1 koaxial zur öffnung für den Stopfen in dem vom Flansch 2 abgedeckten Teil des Deckels 1 fio ausgebildet und zu dessen Oberseite hin offen sind. An verschiedenen Stellen sind im Deckel 1 von einer radialen Leitung 7 ausgehende senkrechte Kanäle %n ausgebildet, die zum Einleiten eines Inertgases unter Druck zur Erzeugung einer Gassperre dienen, um die <v> Abdichtung beiderseits der Dichtungsringe 5a und 5ft zu überwachen.

Frfindungsgemäß trag, der Deckel 1 ferner /wci andere tnrusförmige Elemente 8a, Sb aus elastischem Material, welche im wesentlichen größere Querschnitte als die Dichtungsringe 5a und 5b besitzen und Ringkammern bilden, die sich beim F.inblasen eines komprimierten Gases begrenzt ausdehnen können, wie die F i g. 1 und 2 /eigen. |edes der Elemente 8a und 8ft ist im Boden eines im Deckel 1 vorgesehenen kreisförmigen Sii/es angeordnet. Diese Sitze sind den Nuten der Dichtungsringe 5a und 5ft vergleichbar, jedoch tiefer, und haben einen geringeren Durchmesser. An verschiedenen Stelien sind ferner zwischen den Elementen 8a und 86 senkrechte Kanäle 6ö vorgesehen, die mit der Gasleitung 7 verbunden sind, um wiederum eine Gassperre zur Abdichtung erzeugen zu können. Die im Inneren der Elemente 8a und 8ft ausgebildeten Ringkammern sind durch im Deckel 1 ausgebildete Leitungen 9a. 9ftmit nicht gezeigten Aufblasvorrichtungen verbunden, wodurch diese Elemente so verformt werden können, daß sie auf den Flansch 2 und den mit ihm verbundenen Stopfen 3 eine Hubwirkung ausüben. Um ein Anheben des Stopfens zu ; möglichen, sind Ringe 10a und iOb aus FOIytctrafluoräciiy'cn mit einem im wesentlichen rechteckigen Querschnitt und radialen Abmessungen, die denen der Sitze der Elemente 8a und 8ft entsprechen, oberhalb dieser Elemente so gehalten, daß sie s'.~h an der Oberseite des Decke!s 1 unter dem Flansch 2 verbreitern. Ein anderer Ring aus Polytetrafluoräthylen ist als Gleitbahn in eine koaxial zum Stopfen 3 im Flansch 2 ausgebildete Nut eingepreßt. Die verhältnismäßig erhebliche radiale Breite des Querschnitts des Ringes 11 ist wesentlich größer als der radia'.e Abstand der Ringe 10, um diese beiden zu überdecken. Schließlich kann ein weiteres aufblasbares Element entsprechend den Elementen 8a und 8ft in einer getrennten Nut 12a angeordnet sein, die koaxial zur den Stopfen 3 aufnehmenden Öffnung in der dem Stopfen nächstlicgcnden Zone des Deckels 1 ausgebildet ist und sich in radialer Richtung auf der einen und anderen Seite der Berührungsfläche zwischen den Seitenfläche;¹, der Schulter 4 und des Flansches 2 erstreckt. Ein vorzugsweise aus mehreren Segmenten bestehender Keil 13 ist in dem den größten Durchmesser aufweisenden Teil der Nut 12a unter dem Flansch 12 gehalten, während das aufblasbare Element 12 unter der Schulter 4 des Stopfens 3 angeordnet ist. Das Element 12 ist durch eine im Deckel 1 ausgebildete Leitung 14 mit nicht gezeigten Aufblasvorrichtungen verbunden, während Kanäle 6c, die den Kanälen 6a und 6b gleichen, ebenfalls von der Leitung 7 aus eine zusätzliche, der Abdichtung dienende Gassperre zur den Stopfen 3 aufnehmenden Öffnung im Deckel 1 leiten. Die Kanäle 6a, 6ft und 6c sind mit nicht gezeigten Rcgclventilcn verschen, um die Einleitung des Sperrgases in den Bereichen, wo diese Kanäle zwischen dem Deckel 1 und dem Flansch 2 münden, selektiv zu wählen.

Zur Ausrüstung ά-.r oben beschriebenen Anordnung Deckel-Stopfen gehört ferner ein Haltering 15, der auch durch einzelne Halteklampen ersetzt sein kann und vorzugsweise im radialen Querschnitt eine senkrechte Seele 15a und zwei abgewinkelte Schenkel 15ft und 15c aufweist, von denen der Schenkel an der Basis an der Außenseite und der obere Schenkel an der Innenseite der Seele 15a liegen. Der Durchmesser dieser Innenseite ist etwas größer als der der äußeren Seitenfläche 2c des Flansches 2. und der Haltering 15 ist am Deckel 1 koixml zu der den Stopfen 3 aufnehmenden Öffnjng durch Bolzen lh befestigt, die in Gewindebohrungen des Schenkels 15b eingreifen, während der andere Schenkel

lic einen erheblichen Teil des Flansches 3 ohne unmittelbare Berührung mit diesem überdeckt. Plättchen 16 aus Polytetrafliioriitlr.len sind in regelmäßig über die Innenfläche der Seele 15a verteilte Sil/.e eingepreßt und drücken gegen die entsprechend · bearbeitete fläche 2c, um den Flansch 2 bei einer Drehung des Stopfens i zu führen. Zwei ebenfalls aus Polytetrafluorethylen bestehende Ringe 17 und 18. die ähnlich dem Ring 11. jedoch von kleinerem Querschnitt sind, sind in Nuten eingepreßt, die einander gegenüber '" im Schenkel 15c und Flansch 2 ausgebildet und /um Stopfen 3 ko.ixial sind. Gemäß einer Abwandlung können der Ring 17 und gegebenenfalls der Ring 18 auch entfallen, wobei die entsprechenden Gleitbahnen dann unmittelbar von den polierten Oberflächenberei- ^:' chen des I lalterings 15 und Flansches 2 gebildet werden. Endlieh sind Spindeln 19, deren Abmessungen die Aufnahme erheblicher Kräfte gestatten, in an einigen Stellen im Schenkel ISc'dcs Halterings 15 vorgesehene Gewindebohrungcri eingeschraubt und dienen als -'' Feststellspindeln zum Andrücken des Flansches 2 gegen den Deckel I.

In der in F i g. I gezeigten Stellung wird die Last des Stopfens 3 direkt vom Deckel I getragen, da die Schulter 4 des Stopfens auf dem ebenen, leicht erhöhten -' Kranz la unmittelbar aufliegt und die Spindeln 19 jedes unerwünschte Abheben des während des Reaktorbetriebs unbeweglichen Stopfens 3 verhindern. Während des Betriebs erfolgt die Abdichtung durch die Dichtungsringe 5a und 56. und die Wirksamkeit der s⁽¹ Abdichtung wird durch eine Sperrgasatmosphärc. im allgemeinen Argon, überwacht, die durch die Kanäle 6a eingeführt wird. Vorteilhafterweise werden die Ringe 10a und 106 durch geringes Aufblasen der Kammern der Elemente 8a und 86 angehoben, so daß sie den Ring 11 ü berühren und eine zu den Dichtungsringen 5a und 5b hinzutretende /usatzabdichtung bewirken. Das unbenutzte Element 12 ist nicht aufgeblasen.

In der in F ι g. 2 gezeigten Stellung, wo der Reaktor nicht in Betrieb ist. kann der Stopfen 3 mittels üblicher nicht gezeigter Antriebsvorrichtungen gedreht werden.

besonders tun die erforderlichen Hantierungen in: Reaktorbcliälter vorzunehmen. Zu diesem Zu eck werden die Spindeln 19 herausgeschraubt und die Elemente 8a und 86 stärker aufgeblasen, um ilen Stopfen 3 anzuheben, wobei die Ringe 17, 18 in Berührung miteinander kommen, um die richtige Lage des Stopfens zu gewährleisten. Kin Hub son 5 bis b mm reicht im allgemeinen atis. daß die Drehung ohne Gefahr des Reibens des Flansches 2 an den Dichtungsringen 5;i und 5b erfolgen kann. Im Verlauf dieser Drehung wirken die Ringe 10 und Il einerseits und 17 und 18 andererseits als Gleitbahnen und sorgen außerdem für eine gute Abdichti -jr des Flansches 2. I ine zusätzliche Abdichtung kann durch Einleiten \on Gas durch den Kanal 66 und gegebenenfalls durch emc zwischen dem Deckel I und dem Flansch 2 jenseits der Dichtungsringe 5a und 56 vorgesehene tor.isförmige Dichtung 20 erhalten werden. Bei dieser Drehung sorgen die Plättchen 16 für die Führung des Flansches und verhindern ein Verklemmen und Festfressen. iJer Haltering 15 kann ohne Nachteile durch einfache Klanipcn ersetzt werden, die mit dem Deckel I fest verbunden und mit Gleitbahnelementen. Plättchen und Spindeln versehen sind, um entsprechende Ergebnisse zu erhalten.

Aus den obigen Erläuterungen ergibt sich ferner, daß der Haltering 15 oder d'e entsprechenden Klampen leicht abgenommen werden können, um zur Dichtung 20 oder dtii Ringen 17 und I8 zu gelangen und um diese gegebenenfalls zu ersetzen. Ebenso kann man durch Abnahme des Flansches 2 die Elemente 5a. 56, 8a, 86, lOa und 106 erreichen, nachdem das Element 12 aufgeblasen wurde, um die Abdichtung zu erhalten. Das letztgenannte Element kann selbst ersetzt werden, indem man die den Ring 13 bildenden Segmente nach Abnahme des Flansches 2 herausnimmt und sich vorübergehend mit der Abdichtung begnügt, die durch das Aufliegen der Schulter 4 auf den Kranz 1 gewährleistet wird und gegebenenfalls durch eine Gassperre von durch den Kanal 6c unter Druck eingeleiteten Gas ergänzt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: ιο JO

1. fraglager mit Dichtung für einen drehlwon Stopfen, der in einem einen Kernreaktorbehälter nach ohen abschließenden, waagerechten Deckel mit einer Kreisöffming mit senkrechter Achse /ur Aufnahme des Stopfens angeordnet und mit einem radialen zylindrischen Flansch von erheblich größerem Durchmesser als der der Öffnung versehen ist, wobei zwischen der Unterseite des radialen Flansches und einer in der Oberseite des Deckels ausgebildeten Auflagefläche Dichtungen und Lager für die Drehung vorgesehen sind, dadurch gekennzeichne:, daß die Auflagefläche der oberen Seite des Deckels (I) in ihrem der den Stopfen (3) aufnehmenden Öffnung benachbarten Teil einen ebenen und gegenüber dem Rest des Deckels etwas erhöhten Auflagekranz (la) für den Flansch (2) aufweist und daß zwischen dem Flansch und der Oberseite des Deckels jenseits 10m _>o Auflagekrar.r. Abdichtungen (5a, 5b) und Gleit vorrichtungen (fOa, 10Zj, 11, 16. 17, !8) sowie eine Vorrichtung (8a, Sb, 9a, 9b) zum senkrechten Anheben des Stopfens vorgesehen sind.

2. Traglager nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung mindestens zwei nachgiebige torusförr.iigc Dichtungen (5a, 5b) von verschiedenen Durchmessern aufweist, die koaxial zum Stopfen (3) angeordnet sind und zwischen sich an der oberen Seite des Deckels (1) eine Ringzonc bilden, in der Einleitungskanäle (bu) /um Einleiten eines unter Druck stehenden Inertgases als Gassperre münden.

3. Traglagcr nach Anspiuci, I. dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitlager mindestens zwei einander berührende Reihbahi._n (10,;, 10ό, II) aufweisen, die vom Flansch (2) bzw. vom Deckel (1) getragen werden.

4. Traglager nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß die vom Dcikcl (1) getragene Reibbahn zwei getrennte Ringe (10a, \0b) aufweist, die durch cine Ring/one getrennt sind, in der Einführungskanälc (6b) zum Einleiten eines unter Druck stehenden Inertgases als Gassperre münden.

5. Traglagcr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Siopfenhcbevorrichtung Toriiselemente (8a, Sb) mit aufblasbaren pneumatischen Kammern aufweist, die von der Oberseite des Deckels (I) getragen sind und mit den Gleitlagern (10a, Wb) zusammenwirken, um auf den Flansch (2) einen senkrechten Druck auszuüben.

6. Traglager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen, aufblasbare pneumatische Kammern aufweisenden Elemente (8,7. Sh) in offenen Sitzen angeordnet sind, die in der Oberseite des Deckels (1) gegenüber dem radialen Flansch (2) ausgebildet sind, und mit einer Druekgasquclle verbunden sind, welche ihre Ausdehnung und das Anheben der in diesen Sitzen oberhalb der Kammern (8a. Sb)angeordneten Reibringe (10, \0b), welche gegen eine mit dem radialen Flansch (2) fest verbundene Gleitbahn (I I) and nicken, bewirkt.

7. Traglagcr nach einem der Ansprüche I bis b, gekennzeichnet (lurch Vorrichtungen /ur Zentrierung der Drehung des Stopfens (}) im Deckel (I). welche mit dem Deckel verbundene Rcibplättchen (Iβ), die mit der äußeren Seitenfläche des Flansches (2) zusammenwirken, aufweist.

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