DE2518472A1

DE2518472A1 - Verschliessvorrichtung zum andruecken des deckels eines kernreaktor-druckbehaelters auf seinen sitz

Info

Publication number: DE2518472A1
Application number: DE19752518472
Authority: DE
Inventors: Gilles Aubert; Gilles Barras; Didier Costes
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1974-05-02
Filing date: 1975-04-25
Publication date: 1975-11-13
Also published as: NL7504903A; FR2269774B1; GB1483147A; IT1032788B; BE828090A; CH600203A5; US3989290A; SE381763B; JPS5127115A; FR2269774A1; SE7504946A

Description

ill 2 5 1 8 A 7 2

iirv Hans Ulrich May

Ö München 22
Thlerschstr. 27-Te!. 22 50^1

CP 513/1376 München, den 25« April 1975

B 5254.3 GD Dr.M./cs

Commissariat ä 1*Energie Atomique in Paris/Frankreich

Verschließvorrichtung zum Andrücken des Deckels eines Kernreaktor-Druckbehälters auf seinen Sitz.

Die Erfindung betrifft eine Verschließvorrichtung für einen Druckbehälter. Genauer betrifft die Erfindung ein System, womit besonders Deckel von großen Druckbehältern unter Vorspannung gesetzt und blockiert werden können, wie sie in der Kerntechnik benutzt werden, besonders der Deckel des aus vorgespanntem Beton ^stehenden Behälters von Leichtwasserreaktoren (Druckwasser- oder Siedewasserreaktor) .

Besonders ist hier zu betrachten der Fall des Behälters eines Siedewasserreaktors, der eine» Innendruck von normal 70 Bar und bei einem Zwischenfall 100 Bar widerstehen soll, wobei der den Behälter verschließende Deckel einen Durchmesser von 5 bis 8 m hat. Dieser Deckel ruht auf einem sitz im Inneren einer öffnung des Behälters, und Vorrichtungen zum Andrücken und Blockieren unter Druck sind regelmäßig zwischen dem Deckel und den Wänden der nach außen reichenden Verlängerung der öffnung verteilt. Die zwischen dem Behälter und Deckel vorgesehene Abdichtung bleibt gegebenenfalls auch bei einer Relativverschiebung wirksam. Wenn die Abdichtung aus

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einerQt -Metalldichtung besteht, kann man bei» \lnter-drucltsetzen des Behälters eine geringe Verschiebung tolerieren. Die anderen Typea von Dichtungen müssen stets zwischen zwei Ebenen oder konischen Flächen komprimiert bleiben und erfordern eine axiale Blockierungskraft, welche den Bodeneffekt übersteigt, d.h. vollständige Vorspannung.

Die Erfindimg betrifft besonders den ersten Typ von Abdichtungsvorrichtiaagen, -

Äws äeT FE-PS 1 594 9S7 ist eine Vorrichtung zum Blockieren des Dekkels bekannt _t v/odurch man die Vorspannung erreichen kann. Die Bl okkier-iaag des Deckels erfolgt mit Hilfe einer bestimmten Zahl von Brtaelsstaagen, oder "Bolzen", die sich mit einem ihrer Enden am Behälter tmä mit ihrem anderen Ende an einer keilförmigen, zwischen dem Declcel «ad dem Sude des Bolseas angeordneten Unterlage abstützen. Durch '»Eindrücken" des Keils erhält man eine Vorspannung. Diese Vorbesitst den Nachteil einer Te^Jaältnismäßig komplizierten raid eines erheblichen Platabedarfs und liefert die Vorspang dis?ch ein rein mechanisches Verfahren des Eindrückens der Keileο Man karni so nwr ein sehr geringes anfängliches Einspannen 'des ¥erschlußelements am Behälter erreichen,

Diarela die Erfindung soll Htm eiae Verschlußvorrichtung für einen Druckbehälter geschaffen v/erden, welche diese Nachteile behebt miä besonders ein leichtes Aufbringen der Vorspannung und sehr einfaches Entriegeln der Einspannüiechanismea ermöglicht, die den Ver« Schluß~alt einer sehr erheblichen Einspannkraft am Behälter» halten können,

Die erfinduiigsgemäße Verschließvorrichtimg zum Andrücken des Deckels

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eines Kernreaktor-Druckbehälters auf seinen Sitz ist dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Mehrzahl von Schließelementen regelmäßig über

sich den Umfang des Deckels verteilt aufweist, wobei/jedes Schließelement mit einem seiner Enden an der oberen Seite des Deckels und mit seinem anderen Ende an einer Austragung der Verlängerung des Reaktorbehälters abstützt, wobei jedes Schließelement im wesentlichen aus einem Arbeitszylindergehäuse, dessen geschlossenes Ende an einem ersten Lagerbock fest angelegt ist, und einem in diesem Arbeits-

hesieht zylinder unter der Wirkung eines Druckfluids verschiebbaren Kolben), dessen aus dem Druckzylinder hinausreichendes Ende eine Schulter aufweist, welche das vollständige Eindringen des Kolbens in den Arbeitszylinders verhindert, wobei der Arbeitszylinder mechanisch regelbare Einrichtungen aufweist, welche die Berührung zwischen dem Arbeitszylinder und der Sch-ulter des Kolbens unabhängig von der Stellung des Kolbens bezüglich des Arbeitszylinders gewährleisten, v/obei das her ausragende Ende des Kolbens an einem zweiten Lagerbock fest gelenkig gehalten ist.

Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindimg wird erläutert durch die folgende Beschreibung einer Ausführisngsform, die sich auf die beigefügten Figuren bezieht. Eszeigen:

- Fig. 1 eine Gesamtansicht des Einbaus eines Verschließelements

zwischen dem Reaktorbehälter aus vorgespanntem Beton und dem Deckel;

- Fig. 2 im Aufriß eine erfindungsgemäße Verschließvorrichtung;

- Fig. 3 teilweise im Schnitt und im Aufriß die Vorrichtung der

Fig. 2 und

- >ig, 4 sine Ansicht eines Teils der Vorrichtung,nämlich eines

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der beiden Keilringe, woraus sich dessen Form ergibt.

Fig. 1 zeigt einen Teil des Deckels 2 des Kernreaktors und einen Teil des Reaktorbehälters 4 aus vorgespanntem Beton. Die Vorspannkabel 6 des Betonbehälters sind gestrichelt gezeichnet, und ihre Enden sind in einem Metallstück 8 verankert. Um den Deckel 2 unter Vorspannung zu setzen, benutzt man eine Mehrzahl von erfindungsgemäßen Verschließelementen 10. Beispielsweise umfaßt die vollständige Verschließvorrichtung 24 regelmäßig über den Umfang des Deckels 2. verteilte Verschließelemente. Das Verschließelement 10 stützt sich mit einem seiner Enden an der Fläche 12 des mit dem Behälter 4 fest verbundenen Metallstücks 8 und andererseits an der mit dem Deckel 2 des Reaktors fest verbundenen Lagerfläche 14 ab. Die Abdichtung wird mit Hilfe einer Ringdichtung erhalten, die im Querschnitt ζΐ -Form hat. Diese Ringdichtung 16 ist einerseits am Behälter 14 und andererseits an ethern mit dem Deckel 2 fest verbundenen Flansch 18 befestigt. Eine der Lippen der Dichtung 16 ist beispielsweise mit Hilfe von Schrauben nicht abnehmbar am Behälter 4 befestigt, während die andere Lippe mit Hilfe abnehmbarer Befestigungsvorrichtungen 22 mit dem Flansch 18 fest verbvmden ist.

Im folgenden wird nun das Schließelement 10 genauer beschrieben. Es weist drei wesentliche Teile auf: ein Arbeitszylinder von besonderem Typ ermöglicht unter der Wirkung eines Druckmediums eine Veränderung des Abstands zwischen zwei Berührungspunkten der Vor-* richtung mit einerseits dem Deckel und andererseits dem Behälter; eine mechanische Vorrichtung zum Nachstellen und Verkeilen ermöglicht eine Kompensierung der von der Wirkung des Arbeitszylinders herrührenden Verlängerung,und schließlich ermöglicht eine elastische Verbindung zwischen den verschiedenen Teilen des Arbeitszy-

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linders das Zusammenhalten der Verschließvorrichtung 10 beim Abnehmen des Deckels.

Das Schließelement 10 besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Körper 24, der den Arbeitszylinder bildet und mit einer Innenbohrung 26 versehen ist, in der der Kolben 28 des ArbeitsZylinders verschiebbar ist. Der Kolben 28 trägt an seinem oberen Teil Kolbenringe 30 und 30». Der den Arbeitszylinder bildende Körper 24 ist in seinem unteren Teil durch zwei Ringe 32 und 34 verlängert, die demnach den Kolben 28 umgeben. Diese Ringe sind um die Längsachse X, X¹ des Arbeitszylinders drehbar. Außerdem ist die Berührungsfläche zwischen den Ringen 32 und 34 nicht eben sondern hat eine besondere, später beschriebene Form, wodurch man durch Drehung des einen Ringes oder beider Ringe die Höhe h* vergrößern kann, welche die obere Seite 36 des Ringes 32 von der unteren Seite 38 des Ringes 34 trennt. Außerdem trägt der Kolben 28 an seinem unteren Teil eine Schulter 40, die einen größeren Durchmesser hat und so das Eindringen des Kolbens in den aus dem Körper 24 und den Ringen 32 und 34 bestehenden Arbeitszylinder begrenzt. Die Unterseite 38 des Ringes 34 bildet also einen Anschlag für die Schulter 40 des Kolbens 28. Außerdem ist der Körper 24 mit einer Druckfluidzuleitung 42 versehen, durch die in den oberen Teil der Bohrung 26 zwischen die Fläche 44 des Körpers 24 und die Oberseite 46 des Kolbens 28 ein Druckfluid eingeleitet werden kann. Das obere Ende des Körpers 24 weist einen zylindrischen konkaven Flächenäbschnitt 48 auf, der mit der zylindrischen konvexen Fläche 50 eines Lagerbocks 52 zusammenwirkt, der sich mit seiner ebenen Fläche 54 am Teil 12 des Behälters abstützt. Ebenso weist das untere Ende aes Kolbens 28 eine konkave zylindrische Fläche 56 auf', die mit der konvexen zylindrischen Flä-

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ehe 58 eines zweiten Lagerbocks 60 zusammenwirkt, der über seine ebene Fläche 62 mit dem Teil 14 des Deckels 2 des Reaktors in Berührung steht.

Durch Einleiten eines Druckfluids durch die Leitung 42 in die Bohrung 26 bewirkt man also die Bewegung des Kolbens 28, die zu einer Erhöhung des Abstandes zwischen der ebenen Fläche 54 des Lagerbocks

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52 und der ebenen Fläche 62 des Lagejbocks 60 führt. Man kann also den Deckel des Reaktors unter eine Vorspannung setzen. Im übrigen ermöglicht die bereits beschriebene Verbindung zwischen den Lagerböclsea 52 und 60 und dem Körper· 24 des Arbeitszylinders und dessen Kolben 28 eine geringfügige nicht parallele Ausrichtung der beiden Auflageflächen. Es liegen tatsächlich swei "falsche Gelenke«⁵ vor.

Ia folgenden wird beschrieben, wie man die Gesasatanordnung des Arbeitssylinders zusammenhalts, wenn eines der Enden des Schließele« ments 10 nicht mehr gegen ein Widerlager drückt.

um die Lagerböcke 52 und 60 gegen den Kolben 28 «nd den Arbeit-szylinderkörper 24 zu halten, ist das Schließelement 10 mit zwei auf jeder Seite der Vorrichtimg angeordneten Armen 64 und 64* versehen. jedes? Arm besteht aus zwei Stangen 66 und 68 bzw«, 66 ^s md 68 \ die untereinander elastisch verbunden sind und außerdem mit den Lagerböcken verbunden sind.

Die Stange 66 ist an einem ihrer Enden mit einer zylindrischem. Bohrung 69 versehen, in die eine mit dem Lagerbock 52 fest verbwidene Achse 70 eingreift. Ebenso kann die stange 66* um eine Achse 7O⁵ dreheKi-, die in gleicher Richtung wie die Achse 70 liegt» Aa ihrem andere® Ende ist die Stange 66 mit einem Mgelförmigen Teil 72 versehen.

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Ebenso trägt die Stange 68 an einem ihrer Enden eine Bohrung 74, in die eine mit dem Lagerbock 60 fest verbundene Drehachse 76 eingreift. Selbstverständlich weist die Stange 68· des Armes 64* ebenfalls eine Bohrung 74' auf, in die eine Drehachse 76' eingreift, die in einer Richtung mit der Drehachse 76 liegt· An ihrem anderen Ende trägt die Stange 68 ein T-Stück 78* Das T-Stück 78 kann sich im Inneren des vom Bügel 72 der Stange 66 gebildeten Sitzes 80 verschieben. Außerdem drücken zwei Federn 82 und 82' das T-Stück 78 vom unteren Querstück 84 des Bügels 72 weg, wodurch die Lagerböcke 52 bzw. 60 jeweils gegen den Arbeitszylinderkörper 24 und den Kolben 28 gedruckt werden. Außerdem weist die untere Traverse 84 einen dünneren Teil 86 auf, der durch eine in der Stange 68 vorgesehene Bohrung reicht. Diese Bohrung hat eine ausreichende Höhe h., um eina Relatiwerschiebung der Stangen66 und 68 zu ermöglichen (Fig. 2 und 3).

Selbstverständlich ist das gleiche System einer elastischen Verbindung zwischen den Stangen 66* und 68» des Armes 64' vorgesehen. Man loxvr.. andererseits auch andere elastische Verbindungsvorrichtungen zwischen den Stangen 66 und 68 vorsehen.

Fig. 4 zeigt eine Ansicht des Ringes 32. Dieser weist eine ebene obere Fläche 36 auf, während seine untere Fläche 94, die die obere Fläche des Ringes 34 berührt, nicht eben ist sondern aus drei Sektoren 96a, 96b und 96c mit schraubenförmig verlaufender Oberfläche besteht, die als gemeinsame Achse die Achse des Ringes 32 haben. Der Ring 32 ist mit einer Bohrung 98 versehen, um eine Vorrichtung einführen zu können, welche das Schwenken des Ringes 32 bewirkt. Γ·-" Ring 34 ist ebenfalls mit drei Sektoren mit schraubenförmiger Oberfläche ausgebildet. Wie ersichtlich ist daher der die ebenen

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Flächen 36 und 40 der Ringe 32 und 34 trennende Abstand h· minimal, wenn sich die drei Sektoren der Ringe 32 und 34 vollständig berühren. Indem man den einen oder anderen der Ringe 32 und 34 dreht, erhöht man den Wert von h*. Die Ringe 32 und 34 ermöglichen daher, den anfangs durch den hydraulischen Arbeitszylinder ausgeübten Druck durch einen mechanischen Kompressionsdruck zu ersetzen. Beim Einpressen von Druckfluid tritt der Kolben 28 aus dem Arbeitszylinder 24 heraus und hebt so die Berührung zwischen der Schulter 40, den Ringen 32 und 34 und der unteren Seite des ArbeitsZylinderkörpers 24 auf. Durch Drehen des Ringes 32 führt man von neuem die Berührung herbei, indem der Abstand h¹ vergrößert wird.

Man kann offensichtlich eine von 3 verschiedene Zahl von Schraubenflächen, jedoch sweckmäßigerweise mindestens zwei vorsehen. Die erfindungsgeniäße Vorrichtung arbeitet beim "Ö££riQn des Reaktorbehälters wie folgt:

a) Man läßt den Druck im Reaktorbehälter ab und setzt die Arbeitszylinder der Schließvorrichtungen 10 unter Druck;

b) Man stellt den Ring 32 jeder Schließvorrichtung so ein, daß die Höhe h» den Mindestwert erreichtj

c) Man läßt den Druck aus den Arbeits zylindern ab, wodurch der Druck auf den Deckel 2 aufgehoben wird;

d) Man schwenkt die Schließvorrichtungen 10 um ihre untere Achse und hebt sie ab.

Man braucht dann nur die Befestigungselemente der ■&-Dichtung am Deckel zu lösen, den Deckelbereich zu fluten und den Deckel mit Hilfe eines Laufkrans abzuheben.

Um den Deckel wieder aufzusetzen und von neuem unter Vorspannung zu

bringen, werden die gleichen Arbeitsgänge in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt.

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Diese Art von Schließvorrichtung ist besonders geeignet für das Verschließen des Deckels eines Kernreaktorbehälters« In diesem Fall ist die Arbeitsstrecke des Kolbens sehr klein, jedoch sind die aufgebrachten Drücke sehr groß. Die beiden Ringe erfüllen gut diese Bedingungen, da sie den Einsatz von erheblichen Auflageflächen
(Dicke der Arbeitszylinderkörper) ermöglichen, und die von ihnen zugelassene geringfügige Bewegung ist vollkommen ausreichend, wie oben gezeigt.

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Claims

Patentansprüche

( 1 J Verschließvorrichtung zum Andrücken des Deckels eines Kernreaktor-Druckbehälters auf seinen Sitz, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Mehrzahl von Schließelementen (10) regelmäßig um den Umfang des Deckels (2) verteilt aufweist, wobei sich jedes Schließelement (10) mit einem seiner Enden an der oberen Seite des Deckels (2) und mit seinem anderen Ende an einer Auskragung (12) der Verlängerung des Reaktorbehälters (4) abstützt und jedes Schließelement (10) im wesentlichen aus einem Arbeitszylindergehäuse (24), dessen geschlossenes Ende fest an einem ersten Lagerbock (52) gelenkig angelegt ist,und einem in diesem Arbeitszylinder unter der Wirkung eines Druckfluids verschiebbaren Kolben (28) besteht, dessen aus dem Druckzyiinder (24) hinausreichendes Ende eine Schulter (40) aufweist, welche das vollständige Eindringen des Kolbens (28) in den Arbeitszylinder (24) verhindert, wobei der Arbeitszylinder mechanisch regelbare Einrichtungen aufweist, welche die Berührung zwischen dem Arbeitszylinder und der Schulter des Kolbens unabhängig von der Stellung des Kolbens bezüglich des ArbeitsZylinders gewährleisten und ihre Stellung nach Aufhebung des Drucks im Arbeitszylinder beibehalten₉ wobei das herausragende Ende des Kolbens (28) mit einem zweiten Lagerbock (60) fest anliegend gelenkig verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß die mechanisch regelbaren Einrichtungen aus awei den Arbeitsaylinder (24} fortsetzenden und den Kolben (28) umgebenden Ringen (32_?34) bestehen;, won. denen der erste Ring (32) eirasmit dera offenen EMe des Ar-

{3p beitssylincüers (24) in Berütaung stehende eben® Fläene/imd eise mit

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dem zweiten Ring (34) in Berührung stehende Fläche/aus mindestens zwei versetzten schraubenförmigen Oberflächenabschnitten (96a,b_fc) aufweist und der zweite Ring (34) eine identische Form hat und die beiden nicht ebenen Flächen der beiden Ringe einander berühren.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2_e dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lagerbock (52,60) eine zylindrisch konvex geformte Auflagefläche (50.,, 58) aufv/eist, von denen die eine (50) mit einer am geschlossenen Ende des Arbeitszylindergehäuses (24) ausgebildeten

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konkaven zylindrischen Fläche/und die andere (58) mit einez? am freien Ende des Kolbens (28) ausgebildeten konkaven zylindrischen Fläche (56) zusammenwirken.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schließelement (10) zwei zur Achse des Arbeitszylinders parallele Arme (64_S64'} aufv/eist ,die beiderseits des Schliaflelenients angeordnet sind und jeder aus zwei Stangen (66,68) bestehen, von denen die eine in der Verlängerung der anderen liegt und jede an einem ihrer Enden (69,74) an einem der Lagerböcke (52, 60) sngelcnkt vaad mit ihrem anderen Ende (84*78) mit dem nicht am anderen Lagerbock angelenkten Ende der anderen Stange elastisch verbunden ist.

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