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Verfahren zur Herstellung einer metallischen Auskleidung in betonierten
Becken und Auskleidung, insbesondere für Brennelement-Lagerbecken, Abstell-oder
Reaktorbecken in Kernkraftwerken0 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
einer mit einem Leckwassersystem versehenen metallischen Auskleidung in betonierten
Becken -insbesondere Brennelement-Lagerbecken, Abstell-oder Reaktorbecken in Kernkraftwerken
- dessen durch Zusammentugen lotrechter Bleche aufgebauter geschlossener Mantel
mit einem Bodenblech verbunden wird, und eine nach diesem Verfahren hergestellte
Auskleidung.
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Auskleidungen für Brennelement-Lagerbecken und Reaktorbecken in Kernkraftwerken
haben die Aufgabe, die Betonbecken gegen das darin enthaltine Wasser sicher abzudichten0
Die Auskleidung muß in diesen Fällen strahlenbeständig und leicht dekontaminierbar,
doh. leicht von radioaktiven Rückständen zu befreien seinO Die Betonbikes müssen
außerdem mit einem besonderen Lekwassersystem ausgestattet sen, durch welches beim
ersten Fluten und im späteren Betrieb durch die Auskleidung eingedrungenes Leckwasser
abgeleitet werden kann und welches es ermöglicht, die Lage von Undichtigkeiten in
engeren Grenzen festzustellen.
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Bisher wurden Betonbehälter mit metallischer Auskleidung und Leckwassersystem
in der Weise hergestellt, daß zunächst nur eine Tragkonstruktion, beispielsweise
aus
U-Profileu, und Hälzleisten zur Erzeugung der Leckwasserrinnen in den Betonmantel
ein-Betoniert wurden. Die Profile der Tragkonstruktion und die Holzleisten wurden
dabei mittels Spannvorrichtungen auf vorbereiteten Schalplatten befestigt.
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Je nach der Güte der Schalung und Befestigung der Profile an der Schalung
mußte die innenliegende Betonfläche an mehr oder weniger vielen Stellen nachgearbeitet
werden. Anschließend wurde die gesamte Bleche gesandstrahlt und der Beton mittels
eines anorganischen Anstrichsystems versiegelt. Die bisher bekannten Anstrichsysteme
bieten jedoch keinen ausreichenden Schutz gegen das Eindrigen von Wasser.
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Nach der Versiegelung der Betonfläche wurde die metallische Auskleidung
durch Aufschweißen von Edelstahlblechen auf die Tragkonstruktion hergestellt. Das
zugehörige Leckwassersystem bestand im allgemeinen aus einbetonierten Rohren, Edelstahlrinnen
ud in Beton eingeschalten Rinnen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Yerfahren zur Herstellung
einer mit einen Leckwassersystem versehenen metallischen Auikleidung in b-tonierten
Becken anzugeben, welches weniger aufwendig ist als die nach dem bekannten Verfahren
hergestellte Auskleidung. Insbesondere sollen die durch die Schalung und die Verwendung
einer besonderen Tragkonstruktion verursachten Kosten herabgesetzt werden.
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Die nach der Erfindung hergestellte Auskleidung soll so ausgebildet
sein, daß eine größere Sicherheit gegen das Eindringen von Leckwasser in den Betonmantel
gegeben ist.
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Die metallische Auskleidung soll außerdem eine ausreichende Steifigkeit
aufweisen, so daß erforderlichenfalls auch nach Fertigstellung des Betonbeckens
in dessen Innenrad Halterungen für kleinere und mittlere Lasten durch Anschweißen
angebracht werden können.
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Nach der Erfindung wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß
die lotrechten lauten der Bleche übereinander geschoben und dabei durch die Verbindungsscbweißnähte
verschlossene Kanäle gebildet werden, während die waagerechten Blechkanten stoßend
miteinander verbunden werden, wobei die Bleche auf der Mantel-Innenseite lösbar
unmittelbar an einer Innenschalung befestigt werden, welche mit Abstand mit einer
der Mantel-Außenseite gegenüberliegenden Außenschalung verspannt wird, und die Xantel-Außeuseite
- zumindert im Bereich der Stoßstellen außerhalb der Kanäle -nach außen abgedeckt
wird und dabei wasserabführende Hohlräume erzeugt werden, bevor der Raum zwischen
der Mantel-Außenseite und der Außenschalung mit Beton aufgefüllt und der Mantel
gleichzeitig in diesem verankert wird.
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Das neu vergeschlagene Verfahren weist gegenüber dem bekannten Verfahren
den Vorteil auf, daß keine zusätzliche Tragkonstruktion mehr benötigt wird und daß
der Beton unmittelbar auf die Außenseite der vorgefertigten Auskleidung aufgebracht
wirdi eine Nachbearbeitung der angegossenen Seite des Betonmantels irt: demzufolge
nicht erforderlich.
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Im Gegensatz ru den bekannten Verfahren ist bei dem neu vorgeschlagenen
Verfahren für den Betoniervorgang keine Schalung im eigentlichen Sinne erforderlich,
welche dicht sein und eine besonders glatte Oberfläche aufweisen müßte, sondern
lediglich ein Stützgerüst mit einer ausreichenden Steifigkeit.
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Zweckmäßigerweise wird vor dem Betonieren auf die Mantel-Außenseite
eine geprägte Idelstahlfolie auf gebracht.
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Die mit einer Vielzahl halbkugeliger Erhebungen versehne Edestahlfolie
liegt punktförmig an der Mantel-Außenseite auf: durch eine undichte Schweißnaht
nach innen gedrungenes Leckwasser wird von der Edelstahlfolie aufgehalten und fließt
in den zwischen dieser und
der Mantel-Außenseite vorhandenen Hohlräumen
nach unten ab.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens besteht darin,
daß vor dem Betonieren auf die Mantel-Außenseite im Bereich der Stoßstellen Profilbleche
aufgeschweißt werden und der durch diese überdeckte Raum mit den Kanälen verbunden
wird.
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Bei der Auskleidung nach der Erfindung besteht der Mantel vorzugsweise
aus wechselseitig angeordneten abgekanteten Blechen, welche an ihren Überlappungs
stellen ein Hohlprofil bilden, wobei diese an ihrem unteren Ende Jeweils mit einem
Leckwasserkanal in Verbindung stehen.
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Die HohXrofilè stellen Leckwasserleitungen dar, durch welche das im
Bereich der UberlappungsstelJen anfallende Leckwasser nach unten abgeführt werden
kann.
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Gleichzeitig wird der Mantel durch die Hohlprofile ausgesteift.
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Es ist daher zweckmäßig, den Mantel über im Bereich der Hohlprofile
angeschweißte Anker mit dem Betonmantel zu verbinden.
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In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes können auf die
in das Beckeninnere weisende Seite der Hohlprofile Halter aufgeschweißt sein, die
auf Verstärkungsblechen befestigt sind, deren Form an diejenige der Hohlprofile
angepaßt ist.
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Der Leckwasserkanal, dessen äußere, von Beton umschlossene Wand das
untere Ende der Mantel-Außenseite und dessen innere, als RaBienblech ausgebildete
Wand die Mantel-Innenseite mit der Bodenplatte verbindet, weist zweckmäßigerweise
in dem der Mantel-Außenseite benachbarten Bereich nach oben gerichtete Aussparungen
auf. Durch die Aussparung kann beispielsweise an der Metallfolie herabgetoXsenes
Leckwasser dem Leckwasser~
kanal zugeführt werden.
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In der Zeichnung sind weitere Einzelheiten der neu vorgeschlagenen
Auskleidung dargestellt. Es zeigen: Fig. i den Grundriß eines Betonbehälters 4ohne
Betonmantel) mit schematischer Anordnung der Auskleidung, Fig. 2a einen Teilschnitt
(Horizontalschnitt) der Auskleidung entsprechend der Einzelheit IIa in Fig. 1 mit
dazugehöriger Innenschalung, Fig. 2b im Schnitt die Befestigung der Auskleidung
an der Schalung, Fig. 2c im Schnitt die Ablichtung der Auskleidung nach dem Betonieren,
Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch eine Auskleidung mit hinterlegter Metallfolie,
Fig. 4a die Seitenansicht einer mit querrinne versehenen Auskleidung, Fig. 4b einen
Schnitt nach der Linie B-B in Fig. 4a, Fig. ic einen Schnitt nach der Linie C-C
in Fig. 4a, Fig. 5a,b einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 1, Fig. 6 einen Schnitt
nach der Linie VI-VI in Fig. i und Fig. 7 die Befestigung eines Halters an der Ausklei
dung des Betonbeckens.
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Der aus Edelstahl bestehende }enteil 1 der Betonbekken-Auskleidung
setzt sich zusammen aus den innenliegenden Blechen 2 und den außenliegenden Blechen
2', deren Enden jeweils abgekantet und nach außen bzw.
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innen gerichtet sind. Das Behälterinnere 3 ist über einen Verbindungsschacht
mit der Umgebung bzw. einem weiteren Becken verbunden (Fig. 1).
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Die sich überlappenden Bleche 2 und 2' sind über Schweißnähte 5 und
6 derart miteinander verbunden, daß sich im Überlappungsbereich ein steifes Hohlprofil
7 bildet (Fig. 2a).
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Vor dem Aufschweißen der Bleche 2' werden die innenliegenden Bleche
2 mittels Zugankern 8 an einer Innenschalung befestigt, welche aus den Längsbalken
9, den Abstandhölzern 10 und den Stützen 11 besteht.
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Der mit einer Mutter 12 versehene Schalungsanker 8 verspannt das Blech
2 über eine Doppelmutter i3 mit der Innenschalung. Diese steht über einen als Abstandhalter
dienenden Zuganker 14, der ebenfalls in die Doppelmutter 13 eingeschraubt ist, mit
der Außenschalung in Verbindung (Fig. 2b).
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Nach dem Auffüllen des Zwischenraumes zwischen dem Blech 2 und der
Außenschalung mit Beton 15 wird der Zuganker 8 gelöst und die Innenschalung entfernt.
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Die im Blech 2 vorhandene Bohrung 16 wird durch Aufschweißen einer
Dichtplatte 17 verschlossen (Fig. 2c).
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Um die Dichtheit der Auskleidung zu erhöhen, kann auf die Außenseite
des aus den Blechen 2 und 2' bestehanden Mantels eine geprägte Edelstahlfolie 18
aufgebracht sein, wobei sich die Enden benachbarter Folien jeweils überlappen. Infolge
ihres mit Halbkreisbögen versehenen QuerschniEs berühren die Folien die Bleche nur
punktförmig und bilden den zufolge Zwischenräume, durch welce Leckwasser - welches
beispielsweise durch die
Schweißnaht 6 oder querlaufende Schweißnähte
im tEntel nach außen gedrungen ist - abgeführt wird.
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Im Bereich der Hohlprofile 7 sind Anker i9 - beispielsweise nach dem
Bolzen-Schweißverfahren - auf der Außenseite der Bleche %7 befestigt.
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Der Betonmantel i5 wird unmittelbar auf die Folien 18 aufgebracht
und über die versetzt angeordneten Anker 19 mit dem Mantel verbunden (Fig0 3).
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Die Hohlprofile 7 dienen im wesentlichen der Abführung des Leckwassers,
welches im Bereich der Schweißnähte 5 und 6 anfällt.
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Die in der Höhe unterteilten Bleche 2 und 2t sind über waagerecht
verlaufende Schweißnähte 20 bzw. 21 mit einander verbunden. Die Stoßstellen der
Bleche 2 sind dabei gegenüber den Stoßstellen der Bleche 2' versetzt angeordnet
(Fig. 4a).
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Außerhalb der Überlappungsstellen sind die Schweißnähte 20 und 21
durch geneigte Winkelbleche 22 bzw. 23 abgedeckt. Der auf diese Weise hinter den
Blechen 2 bzw. 2' gebildete Hohlraum 24 bzw. 25 ist über Bohrungen 26 bzw. 27 mit
den lotrechten Kanälen 7 verbunden (Fig. 4b, c).
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An ihrem unteren Ende sind die aus den Blechen 2 und 2' gebildeten
Hohlprofile 7 über Schweißnähte 28 mit einem Verschlußblechld 44 verschlossen (Fig.
5a).
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Die Radienbleche 30 und die Verbindungsbleche 31 werden nach Entfernung
der Innenschalung an den Blechen 2, der Rinne 33 und der Bodenplatte 32 angeschweißt.
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Der Leckwasserkanal 29, welcher die gesamte Grundfläche des Becken-Innenraums
3 umschließt, weist an seinem unteren Ende mehrere einbetonierte Leckwasser-Austritte
34 auf, Die Rinne 33, die bei der Herstellung des Betonmantels
15
mit elnbetoniert wird, ist auf ihrer Oberseite mit Aussparungen 35 versehen. Der
Betonmantel 15 weist an dieser Stelle ebenfalls Aussparungen 36 auf.
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Der Raum hinter den Blechen 2 ist über die Aussparungen 35 und 36
mit dem Leckwasserkanal 29 verbundenr Unterhalb der Bodenplatte 32 befindet sich
der Vorbetonböden 15', auf dem die Innen- und Außenschalung ruht. Zweckmäßigerweise
ist Jedes Hohlprofil 7 mit einem eigenen Leckwass-errohr 45 versehen.
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Die Bleche 2 und 2' sowie der Betonmantel 15 sind oben (Figl 5b) mittels
eines Kopfbleches 37 abgedeckt, welches über Schweißnähte 38 mit dem ManteL 1 verbunden
ist.
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Durch die quernaht 20 hinter die Bleche 2 gelangtes Leckwasser wird
über den Hohlraum 24 und die Bohrung 26 in die Hohlprofile 7 eingeleitet0 Der Raum
zwischen den außenliegenden Blechen 2' und den Radienblechen 30 wird durch Verbindungsbleche
39 mit den Schweißnähten 40 abgedeckt (Fig. 6), Hinter die Bleche 2' gelangtes Leckwasser
wird durch die Aussparung 41 dem Leckwasserkanal 29 zugeführt Infolge der guten
Steifigkeit der Hohlprofile 7 können Halter für kleine Lasten unmittelbar an den
Blechen 2 befestigt werden.
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Halter für mittlere Lasten 42 benötigen eine untergeschweißte Verstärkung
in Form von Verstärkungsblechen 43, die auf die Bleche 2 und 2' aufgeschweißt sind.
(Fig. 7) Ein wesentlicher Vorteil der metallischen Auskleidung besteht auch darin,
daß - da die Hohlräume 7 nicht untereinander in Verbindung stehen - die im Bereich
der
Hohlräume 7 und der von den zugehörigen Winkelblechen 22 bzw. 23 überdeckten Hohlräume
24 bzw. 25 vorhandenen Schweißnähte getrennt auf Dichtheit überprüft werden können.
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Zu diesem Zweck werden die betreffenden Schweißnähte vor dem Fluten
des Beckens - nach Abpinseln mit Nekal -durch Einleiten eines uthtr Uberdruck stehenden
Gases überprüft.
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Nach dz Fluten des Beckens können undichte Stellen anhand aufsteigender
Blasen festgestellt werden, Die übrigen Schweißnähte prüft man zweckmäßig durch
Einleiten von Helium in die Leckwasser-RinneO Patentansprüche: