DE2616766B2 - Stutzen für einen Kernreaktor-Druckbehälter - Google Patents

Description

Wie bereits oben besprochen, muß jedoch die Wärmespannung zwischen der Reaktorbehälterwand und dem kalten Speisewasserdurchtritt abgebaut werden. Weiterhin muß eine zerstörungsfreie Prüfung des Durchtritts vorgesehen werden.

Um diese Aufgabe zu lösen, weist ein Kühlmittel-Durchtrittsstutzen 12, ein Kühlmitteleintrittsrohr oder eine Stutzeninnenwand 14 und ein konzentrisches Außenrohr oder eine konzentrische Außenwand 16 auf, die im wesentlichen die gleiche Länge besitzen und mit Abstand zueinander angeordnet sind. Die innenwand 14 ist mit der Außenwand 16 an einer Schweißnaht 18 verbunden und endet mit einem Flansch 20 zum Anschluß an die nicht dargestellten Kühlmittel-Zuführleitungen. Eine Hülle 22 aus Isoliermaterial, z. B. aus mehreren Metallfolienlamellen, ist in dem Ring angeordnet, der zwischen der inneren und der äußeren Stutzendurchtrittswand ausgebildet ist Die Hülle 22 verläuft von der Innenwand des Behälter: bis zu einer geringfügigen Entfernung über die Ebene der Behälteraußenwand hinaus und liegt innerhalb einer Aussparung 24, die in dem Durchtrittsstutzen ausgebildet ist; sie dient als Wärmesperre zwischen dem Behälter und dem eintretenden Kühlmittel.

Der Durchtrittsstutzen 12 liegt innerhalb einer Durchtrittsbohrung 26, die in dem Reaktordruckbehälter 10 ausgebildet ist. Die Innenrohre 14 sind durch eine Schweißnaht 28 mit einer Speisewasserleitung 30 innerhalb des Druckbehälters verbunden, und die Außenwand 16 ist an einer vorbereiteten Fläche 32 angeschlossen, z. B. einer mit Inconel plattierten Fläche des Reaktorbehälters bei einer Schweißnaht 34. Die Schweißnaht 34 befestigt den Durchtrittsstutzen an der Behälterwand. Diese Befestigungsschweißnaht ist durch die volle Stärke der Eintrittsstutzen-Außenwand geschweißt und entwickelt deshalb die volle Festigkeit, wie es die sicherheitstechnischen Vorschriften verlangen.

Die Außenwand 16 des Stutzendurchtritts ist konzentrisch zur und mit Abstand von der Fläche der Durchtrittsbohrung 26 angeordnet und verläuft vom äußeren Ende des Eintritts bis etwas über die Befestigungsschweißnaht 34 hinaus. Der Ring oder Luftspalt 36 zwischen der Außenwand 16 und der Durchtrittsbohrung 26 bildet eine weitere Wärmesperre zwischen dem Behälter und dem Speisewasser. Weiterhin endet der Ring in einer an der Befestigungsschweißnaht gelegenen Entlastungskammer 38, die dazu beiträgt, eine hohe Spannungskonzentration zwischen dem Schweißgutaufbau an der Schweißnaht 34 und der Reaktordruckbehälterwand zu vermeiden. Der Ring 36 und die Entlastungskammer 38 ermöglichen es erfindungsgemäß, daß die Befestigungsschweißnaht 34 zerstörungsfrei durch bekannte Röntgen-, Gammastrahl-, Ultraschall- oder Farbeindringverfahren geprüft werden kann. Zum Beispiel wird ein nicht dargestellter Röntgenfilm in den Ring 36 eingebracht und um die Befestigungsschweißnaht 34 herum in die Entlastungskammer 38 untergebracht. Eine nicht dargestellte Röntgenstrahlquelle, die innerhalb des Kanals des Durchtrittsstutzens 12 angeordnet wird, leitet die Röntgenstrahlen durch die Schweißnaht 34 hindurch und belichtet den Film, der innerhalb der Entlastungskammer 38 angeordnet ist Der einwandfreie Zustand der Schweißnaht 34 wird somit leicht durch Überprüfung des wieder herausgenommenen Films festgestellt. Auf diese Weise ist es verhältnismäßig einfach und bequem, die Befestigungsschweißnaht 34 zerstörungsfrei zu überprüfen.

Um eine zusätzliche Unterstützung zu bieten und um den Durchtrittsstutzen 12 innerhalb der Eintrittsbohrung 26 zu sichern, ist eine zweiteilige Hülse 40 an der Außenseite des Reaktorbehälters 10 befestigt und erstreckt sich in den Ring 36. Die Hülse 40 ist ein im allgemeinen zylindrisches Teil, das in einer Richtung geteilt ist, die parallel zur Längsachse entlang eines Durchmessers derselben verläuft. Die zweiteilige Ausführung fördert das Einsetzen in den Ring 36 und das Herausziehen aus demselben; sie ermöglicht es, daß die Speiseleitungen an den Stutzen befestigt bleiben, während die Hülse eingesetzt oder herausgezogen wird. Jedes Teil der Hülse 40 ist mit einem äußeren Stück 42 versehen, das an der Außenwand des Reaktordruckbehälters befestigt ist, und mit einem inneren Stück 44, das innerhalb des Rings 36 liegt Das äußere Stück 42 ist an der Außenwand des Reaktordruckbehälters befestigt; so ist z. B. gemäß Darstellung in der beigefügten Zeichnung das Stück 42 an einer plattierten, z. B. Inconel, Fläche des Behälters heftgeschweißt. Eine Heftschweiße sichert die Hülse 40 und verhindert ihre Verschiebung aus der Eintrittsbohrung 26.

Das innere Stück 44 berührt sowohl die Durchtrittsbohrung 26 als auch die Außenwand 16 des Stutzens, z. B. an den Berührungsstellen 46 und 48. Dadurch ist der Stutzen eng innerhalb der Bohrung angeordnet und daran gehindert, Kräfte und/oder Momente auf die Befestigungsschweißnaht 34 durch eine Verschiebung des Stutzens aus seiner anfänglichen Lage auszuüben. Weiterhin beschränkt das Stück 44 den Durchtritt von Medium durch den Ring 36, wenn eine undichte Stelle in der Außenwand 16 vorkommen sollte.

Im Betrieb kann außerdem die Hülse 40 leicht aus dem Ring entfernt werden, indem man die Heftschweißen abschleift oder abbricht und einen Treibbolzen in die Bolzenlöcher 47 einsetzt, die in dem äußeren Stück 42 vorgesehen sind. Da das weitere Eindringen des Bolzens durch die Behälterwand verhindert wird, zieht der Treibbolzen die Hülse 40 aus dem Ring 36 heraus.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Stutzen für einen Kernreaktor-Druckbehälter zur Kühlmittelzuführung mit einem in einer Durchtrittsbohrung des Druckbehälters liegenden Kanal für die Aufnahme des Stutzens, bestehend aus einem Innenrohr, das einen durch die Durchtrittsbohrung hindurch verlaufenden Strömungskanal begrenzt, einem Außenrohr, das konzentrisch um das Innenrohr herum angeordnet ist und dazwischen eine ι ο erste kreiszylinderförmige Aussparung bildet, die sich mindestens über die Länge der Bohrung erstreckt, und Wärmeisoliermaterial, das innerhalb der Aussparung angeordnet ist, wobei das Innenrohr und das Außenrohr benachbarte Enden haben, die durch eine Dichtschweißung außerhalb der Bohrung verbunden sind, wobei das andere Ende des AuOenrohres an einem innerhalb und zwischen den Enden der Bohrung gelegenen Behälterabschnitt mit einer Schweißnaht dichtgeschweißt ist und wobei Teile des Außenrohrs sowie des Behälterabschnitts radial von der Bohrung auf Abstand angeordnet sind, um dazwischen eine zweite kreiszylinderförmige Aussparung zu bilden, die parallel zur Außenfläche der Behälterwand verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite kreisförmige Aussparung aus einem ersten (36) und einem zweiten Teil (38) besteht, wobei im Bereich des zweiten Teiles (38) die Bohrung (26) einen vergrößerten Durchmesser aufweist, derart, daß dieser erweiterte ω Teil der Bohrung zusammen mit dem Teil des Außenrohres (16) das diesem erweiterten Teil gegenüberliegt, eine kreiszylinderförmige Kammer bildet, welche der Dichtschweißverbindung (34) gegenüberliegt, derart, daß diese Kammer einen J' Zugang für eine zerstörungsfreie Prüfung der Dichtschweißverbindung (34) ermöglicht.

2. Stutzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Unterstützung des Durchtrittsstutzens (12) innerhalb der Bohrung vorgesehen *<> sind, wobei diese Stützmittel eine geteilte Hülse (40) umfassen, die sich in die zweite Aussparung (36) hinein erstreckt und eine Schulter (42) aufweist, welche an der Außenfläche der Behälterwand befestigt ist.

Die Erfindung betrifft einen Stutzen für einen '<> Kernreaktor-Druckbehälter zur Kühlmittelzuführung mit einem in einer Durchtrittsbohrung des. Druckbehälters liegenden Kanal für die Aufnahme des Stutzens, bestehend aus einem Innenrohr, das einen durch die Durchtrittsbohrung hindurch verlaufenden Strömungskanal begrenzt, einem Außenrohr, das konzentrisch um das Innenrohr herum angeordnet ist und dazwischen eine erste kreiszylinderförmige Aussparung bildet, die sich mindestens über die Länge der Bohrung erstreckt und Wärmeisoliermaterial, das innerhalb der Aussparung angeordnet ist, wobei das Innenrohr und das Außenrohr benachbarte Enden haben, die durch Dichtschweißung eine außerhalb der Bohrung verbunden sind, wobei das andere Ende des Außenrohres an einem innerhalb und zwischen den Enden der Bohrung gelegenen Behälterabschnitt mit einer Schweißnaht dichtgeschweißt ist und wobei Teile des Außenrohres, sowie des Behälterabschnittes radial von der Bohrung auf Abstand angeordnet sind, um dazwischen eine zweite kreiszylinderförmige Aussparung zu bilden, die parallel zur Außenfläche der Behälterwand verläuft

Bei jedem der bekannten Kernreaktoren muß der Druckbehälter jedoch Durchtrittsöffnungen haben, durch die entweder frisches Reaktorkern-Primärkühlmittel oder Sekundärmedium oder Sekundärkühlmittel in den Druckbehälter eintritt, um auf eine hohe Temperatur erwärmt zu werden. Da dieses einströmende Kühlmittel verhältnismäßig kalt ist, und zwar im Gegensatz zu der höheren Temperatur des dickwandigen Reaktordruckbehälters, besteht nicht nur die Gefahr, daß das Sieden des durch den Eintritt strömenden Kühlmittels eingeleitet wird, sondern daß auch unzulässig hohe Spannungen innerhalb der Reaktor-Druckbehälterwand auf Grund der temperaturbedingten Unterschiede in der Dehnung des Metalls in dem Druckbehälter erzeugt werden, der an diesem und mit Abstand von dem Eintritt des kalten Speisewassers angeordnet ist.

Wegen der Sicherheitsanforderungen und der extremen Kosten einer Kernreaktoranlage muß dem Stutzendurchtritt durch den Reaktorbehälter besondere Beachtung geschenkt werden, um die Einspannungskräfte, die sich zwischen der Behälterwand und dem angeschlossenen Durchtrittsstutzenteilen aufgrund der Wärme und Druckunterschiede zwischen den Teilen entwickeln, zu vermeiden. Aus Sicherheitsgründen ist es außerdem notwendig, Durchtrittsstutzen-Befestigungsschweißnähte vorzusehen, die den strengen Anforderungen der Abnahmebehörden entsprechen. Vom Kostenstandpunkt ausgesehen ist es außerdem erstrebenswert, die Kernreaktor-Bauteile so zu konstruieren, daß sie bequem zerstörungsfreien Prüfungen und zerstörungsfreien Besichtigungen unterzogen werden können, wie beispielsweise Röntgen-, Gammastrahl-, Ultraschall- und Farbeindringprüfungen aller Schweißnähte.

Um Spannungszustände zu verhindern, ist bereits eine Konstruktion bekannt geworden (FR-PS 22 15 674) bei der in einem Stutzen ein Rohr nach dem Oberbegriff des Patentanspruches angeordnet ist. Bei einer solchen Anordnung besteht jedoch keine Möglichkeit der Untersuchung einer Schweißnaht innerhalb des Stutzens, da das innere Rohr geradlinig und parallel mit der Behälterwandung verläuft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Durchtrittstutzen zu schaffen, der es ermöglicht, die im Stutzendurchtritt liegenden Schweißnähte zerstörungsfreien Prüfungen und Besichtigungen unterziehen zu können.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Stutzen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zweite kreiszylinderförmige Aussparung aus einem ersten und einem zweiten Teil besteht, wobei im Bereich des zweiten Teiles die Bohrung einen vergrößerten Durchmesser aufweist, derart, daß dieser erweiterte Teil der Bohrung zusammen mit dem Teil des Außenrohres, das diesem erweiterten Teil gegenüber liegt, eine kreiszylinderförmige Kammer bildet, welche der Dichtschweißverbindung gegenüber liegt, derart, daß diese Kammer einen Zugang für eine zerstörungsfreie Prüfung der Dichtschweißverbindung ermöglicht.

Aus der Zeichnung ist zu erkennen, daß eine nicht dargestellte Eintrittsspeiseleitung außerhalb eines Reaktordruckbehälters 10 durch den Behälter treten muß, um frisches Speisewasser zu dem Reaktor oder iu den darin angeordneten Wärmetauschern zu liefern.