DE2554542A1

DE2554542A1 - Innenwandung eines druckgefaesses

Info

Publication number: DE2554542A1
Application number: DE19752554542
Authority: DE
Inventors: Josef Pfeffer
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1975-12-04
Filing date: 1975-12-04
Publication date: 1977-06-08

Description

Innenwandung eines Druckgefäßes Die Erfindung bezieht sich auf eine hochwärmebelastete Innen~ wandung eines Druckgefäßes9 insbesondere für einen wassergekühlten Kernreaktor, aus Stahlbeton mit einer verankerten metallischen Innenauskleidung (Liner) und gegebenenfalls mit einer an den Liner angrenzenden, zwischengeschalteten Schicht aus Isoliermaterial9 wobei die am Liner befestigten und auf dessen Umfang etwa gleichmäßig verteilten, der Verankerung dienenden Elemente mit rohrartigen, mit Abstand vom Liner an geordneten Kühlkanälen gut wärmeleitend verbunden sind.
In Kernreaktoren wird die Innenwandung des inneren Drucken fäßes durch das heiße Kühlmittel sowie durch Strahlungswärme in großem Umfang mit Wärme beaufschlagt0 Da der durch den im Innern des Gefäßes herrschenden Druck hochbeanspruchte Spannt beton des Druckgefäßes durch höhere Erwärmung seine Festigkeit verliert oder sogar zerstört wird, ist ein wirksamer Wärmen schutz an der Innenwandung des Druckgefäßes dringend erw forderlichO Für die Wärmeabschirmung des Betons n meist verbunden mit einer Ableitung der Restwärme durch Kühlung - gibt es bereits eine Reihe von Vorschlägen, die jedoch entweder sehr aufwendig sind, oder nicht wirksam genug abzuschirmen vermögen.
So ist es bekannte zur besseren Wärmeisolation eine oder auch mehrere jeweils durch Liner voneinander abgegrenzte Schichten von Isoliermaterial dem Spannbeton vorzulagern (Technische Mitteilungan KRUPP, Werksberichte, Band 25 (1967)9 Heft 3/49 Seiten 69 bis 76 und DTPS 1 922 634)¢ Der dem Spannbeton zur gewandte, sogenannte kalte Liner ist dabei mit aufgeschweißten Kühlrohren für eine Wasserkühlung versehen. Diese Ausführungsn form der Innenauskleidung ist jedoch aufwendig und damit teuer in ihrer Herstellung0 Es ist weiter bekannt Kühlrohre über eine Brücke an einem inneren Liner anzuschweißen, der aber normalerweise innen noch mit einer Wärmeisolierung versehen ist (DTOS 15 59 254).
Diese Kühlrohre haben jedoch mit den im Beton verankerten Verw ankerungselementen für den Liner keine Verbindung0 Aus der U5-PS 3 424 239 ist eine Innenwandung der eingangs gen nannten Art bekannt, die eine sehr aufwendige Konstruktion darm stellt, und allenfalls für einen gasgekühlten Reaktor angeln wandt werden kanno Die Anhäufung metallischen Materials durch die am heißen Liner angeschweißten Rippen heizen diesen stark auf, und die hauptsächlich für die Wärmeabfuhr vorgesehenen Stäbe dürften in der vorgesehenen Anordnung zu erheblichen Zwängungen führen Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Innenwandung zu schaffen, die unter geringem Materialen und Arbeitsaufwand eine wirksame Wärmeabfuhr gewährleiFet. Die Erfindung besteht bei einer Innenwandung der eingangs genannten Art in den im kennzeichnenddn Teil des Anspruchs 1 wiedergegebenen Merkmalen.
Die Erfindung hat insbesondere den Vorteil, daß nicht nur Material sondern auch die erhebliche Schweiß und Richte arbeit eingespart wird0 Ferner gerät die schwierige Erkennbarkeit von Schweißfehlern aller Art, und beim Anal.
schweißen der Kühlrohre insbesondere das Durchschmelzen der Rohrwandt von vornherein in Wegfall, Bei der erfindungsw gemäßen Innenwandung sind alle etwaigen angewendeten Schweiß nähte gut prüfbar und für die Konstruktion ungefährlich0 Die gefürchteten Beanspruchungen zwischen Liner und aufgeschweißten Kühlrohren bzwo Rippen bei unterschiedlicher Verformung zwischen Liner und dem Spannbeton treten bei der Ausführung nach der Erfindung nicht auf.
Die Erfindung ermöglicht es in einfacher Weise, die Kühlkanäle jeweils dort anzuordnen wo sie den größten Effekt mit sich ringen. Da die Anker nach der Erfindung in Bezug auf den Kerne reaktor sich nur in radialer Richtung und - da sie von nur gew ring er Länge zu sein brauchen - auch nur minimal ausdehnen, können keine Zwängungen auftreten, die sich auf die Konstruktion nachteilig auswirken0 Für einen durchschnittlich großen Kernreaktor genügt eine Ankerlänge von etwa 300 mm.
Außerdem ermöglicht es die Erfindung, daß der durch die Kühlw kanäle gebildete 1fVorhang1, in einfacher Weise durch einen zweiten oders im Außnahmefall, durch noch weitere Kühlkanals Vorhänge ergänzt werden kann, Die Anker werden in ihrer Längst richtung mit der entsprechenden Anzahl von hintereinanderliegenden Bohrungen versehen, Die Kühlrohrvorhänge bilden dann im Regelfall konzentrische Kreise, In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erl findung dargestellt0 Es zeigen Fig0 1 den Teil eines waagerechten Schnitts durch einen Kernreaktors Fig 2 drei verschiedene Ausführungsformen der Anker nach bis 4 der Erfindung9 Fig. 5 eine Klemmverbindung zwischen Kühlrohr und Anker und Figo 6 eine Lötverbindung zwischen Kühlrohr und Anker0 Beim Ausführungsbeispiel nach Figo i sind die Kühlrohre 1 im Bereich zwischen der Schicht 2 aus Isoliermaterial und dem Beton 3 angeordnet0 Die Anker 4 bestehen hier aus einer als Rohre halterung dienenden Lasche 5 und zwei bolzenartigen Teilen 6 und 7o Für den Fall daß die Lasche 5 mit einer geraden Anzahl von Bohrungen versehen ist, wird zweckmäßiger Weise ein durch~ gehendes bolzenartiges Teil durch Anschweißen mit der Lasche verw bunden. Der Teil 6 ist mit einem flachen Ende durch Stumpf schweißen mit dem Liner 8 auf der dem Reaktordruckraum 9 abge~ wandten Seite verbunden, Hierzu eignet sich insbesondere das Bolzenschweiß~Verfahren nach der sogenannten Nelson-Methode.
Die Figuren 2 bis 4 zeigen verschiedene geschmiedete Ausführungen von Ankern, wobei die Ausführung nach Figo 2 in den Liner 8 eingeschraubt, während die Ausführung nach Figo 3 in eine Bohrung 9 des Liners 8 hineingesteckt und von innen verschweißt wird0 In Fig. 4 liegen die Bohrungen für die Kühlkanäle hinterein-~ ander, so daß mehrere KühlkanalVorhänge gebildet werden.
Diese Bohrungen 10 können in Sonderfällen auch in ver" schiedenen Winkeln zueinander angeordnet werden.
Beim Ausführungsbeispiel nach Figo 5 ist zwischen der Wandung i1 der AnkerBohrung und dem Kühlkanal 1 eine konische Klemmt hülse 12 angepreßt. Diese Klemmhülse besteht aus gut wärmeleitenw dem Material, insbesondere Kupfer, Bleis Zink, Aluminium oder Messing. Aus dem jeweils gleichen Material können auch die Kühln kanäle hergestellt seine Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform1 bei der anstelle der Klemmhülse 12 der Zwischenraum zwischen der Wandung 11 und dem Kühl~ kanal 1 mit einem gut wärmeleitenden Werkstoff ausgegossen worden ist0 Hierfür kommt in erster Linie ein handelsüblicher Lot-Werkstoff in Frage.
Die Verbindung zwischen dem Anker und dem jeweiligen Kühlkanal kann auch durch je eine ringförmige Schweißnaht an beiden Seiten der Bohrung in einfacher Weise hergestellt werden wenn diese Verbindung für den erforderlichen Wärmeübergang ausreicht0 Selbstverständlich sind noch weitere Ausführungsmöglichkeiten von verschiedenen Anker-Formen, von Verbindungen zwischen Anker und Kühlrohren einerseits und Anker und Liner andererseits gew geben0

Claims

A n p r ü c h e: Hochwärmebelastete Innenwandung eines Druckgefäßes, ins besondere für einen wassergekühlten Kernreaktors aus Stahlbeton mit einer verankerten metallischen Innenauskleidung (Liner) und gegebenenfalls mit einer an den Liner angrenzenden, zwischengeschalteten Schicht aus Isoliermaterial9 wobei die am Liner befestigten und auf dessen Umfang etwa gleichmäßig verteilten9 der Verankerung dienenden Elemente mit rohrartigen, mit Abstand vom Liner angeordneten Kühlkanälen gut wärmeleitend verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Verankerungslemente direkt am Liner (8) befestigte Anker (4) dienen, die jeweils eine mit Abstand von ihren beiden Enden angeordnete und mit mindestens einer Bohrung für die Durchführung des jeweiligen Kühlkanals (i) versehene Verdickung aufweisen 20 Mit IsoliermaterialSchicht versehene Innenwandung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrartigen Kühlkanäle (i) im Bereich zwischen dem Isoliermaterial (2) und dem Beton angeordnet sindo 3. Innenwandung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle (1) deren Oberfläche vergrößernde Rippen oOdglO aufweisend 40 Innenwandung nach Anspruch 1 2 oder 39 dadurch gekenn~ zeichnet, daß die Kühlkanäle (1) mit den Ankern (4) vero mittels jeweils zwischen Kühlkanal (i) und Bohrung eingeklemmter Teilhülse, z.B. Konus (12) verbunden sind.

50 Innenwandung nach Anspruch 1, 2 oder 3 dadurch gekennw zeichnet, daß die Kühlkanäle (1) mit den Ankern (4) vermittels jeweils zwischen Kühlkanal und Bohrung durch Aus gießen angefertigter Hülse verbunden sind.

6o Innenwandung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet1 daß die durch Ausgießen angefertigte Hülse aus niedrige schmelzendem und gutwärmeleitfähigem Lotwerkstoff besteht.

70 Innenwandung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dar durch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Anker (4) über im Liner (8) angeordnete Bohrungen (9) mit diesem verw bunden sind0 8. Innenwandung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß -die Bohrungen (9) durchgehend sind und die Anker an der BehälterinnenseiLe mit dem Liner (8) verschweißt sind0 90 Innenwandung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gew kennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Anker (4) durch Stumpfschweißen mit dem Liner (8) verbunden sind0