DE2617280A1

DE2617280A1 - Tragkonstruktion fuer einen reaktorbehaelter

Info

Publication number: DE2617280A1
Application number: DE19762617280
Authority: DE
Inventors: George R Sepelak
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1975-04-25
Filing date: 1976-04-21
Publication date: 1976-11-04
Also published as: FR2309017A1; JPS61114395U; JPS51130789A; FR2309017B1; SU704480A3; US4115193A; GB1508554A

Description

PATBNTAKWAtT DIPL. ING. B. HOIiZEβ PHItIPPINE-WEtSBB - STBAS8E 14

8900 AUGSBÜBG

W. 797

TBtEFON 516475

TEtEX 533 202 patol d

Augsburg, den 20. April 1976

Westinghouse Electric Corporation, Westinghouse Building, Gateway Center, Pittsburgh, Allegheny County, Pennsylvania 15222, V.St.A.,

Tragkonstruktion für einen Reaktorbehälter

Die Erfindung betrifft eine Tragkonstruktion für einen Reaktorbehälter, der eine den Behälterdeckel bildende Verschlußplattenanordnung und einen an seinem Umfang gebildeten Plansch sowie einen daran befestigten Tragring aufweist, der auf einem Auflagerand der Wand einer den Reaktor-

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behälter radial umschließenden Ummantelung aufliegt«

Der Reaktorbehälter stellt eine der Hauptkomponenten einer Reaktoranlage dar, da in diesem Druckbehälter der Sp alt Vorgang abläuft. Zur Redundanzerzeugung hinsichtlich der Abdichtung des Reaktors in dem unwahrscheinlichen Falle eines Unfalls ist das gesamte Primärsystem des Reaktors zum weiteren Schutz der äußeren Umgebung in einer Ummantelungskonstruktion eingeschlossen. Diese im allgemeinen aus bewehrtem Beton bestehende Ummantelungskonstruktion ist aus einer Vielzahl einzelner Zellen aufgebaut, von denen jede eine Komponente des Primärsystems umschließt, so daß alle Komponenten des Primärsystems voneinander getrennt sind. Der Reaktordruckbehälter ist von einer ihn radial umschließenden Wand der Ummantelungskonstruktion umgeben. Diese Wand weist im allgemeinen einen Abstand vom Reaktordruckbehälter auf, so daß eine Prüfung und überwachung der Außenwand des Druckbehälters erfolgen kann.

Wie es in der Reaktortechnik üblich ist, ruht der Druckbehälter auf der Ummantelungswand und ist an dieser befestigt.

Am Reaktorbehälterflansch ist ein äußerer Ring befestigt, der seinerseits mit einem Auflagerand der ümmantelungswand

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verschraubt ist. Der Verschlußplattenträger, mittels welchem die drehbaren Verschlußplatten des Reaktorbehälters aufgehängt sind, ist dann an dem feststehenden äußeren Ring befestigt. Zur Vereinfachung der Konstruktion befinden sich die Oberseiten der drehbaren Verschlußplatten, des feststehenden äußeren Ringes und des Auflagerandes im wesentlichen auf derselben Höhe.

Die Verwendung des an den Reaktorbehälterflansch angeschraubten äußeren Ringes führt zu einer Verbindung, welche sowohl zur äußeren Umgebung als auch zum Inneren des Druckbehälters offen ist. Diese Verbindungsstelle muß abgedichtet werden, um das Entweichen von Stoffen aus dem Inneren des Druckbehälters zu unterbinden. Eine derartige Dichtung macht die Stütz- und Spannungsprobleme noch komplizierter.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tragkonstruktion der eingangs dargelegten Art so auszubilden, daß solche Dichtungsverbindungen auf kostengünstige Weise vermieden werden können.

Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe ist eine solche Tragkonstruktion gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet,

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daß sowohl der Tragring als auch die Verschlußplattenanordnung unmittelbar mit der Oberseite des Behälterflansches verbunden sind.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Reaktordruckbehälter mit

einer Tragkonstruktion nach der Erfindung, und

Fig. 2 eine Detaildarstellung des Behälter

flansches, der Dicht- und der Tragkonstruktion,

Gemäß Fig. 1 enthält ein Reaktorbehälter 10 einen Reaktorkern 12, der aus einer Vielzahl von spaltbares Material enthaltenden Brennelementen aufgebaut ist. Durch die Reaktorbehälterwand hindurchführende Kühlmitteleinlässe Ik und Kühlmittelauslässe 16 sind einstückig mit der zylindrischen Behälterwand ausgebildet. Der Reaktorkern und die innere Reaktorkonstruktion gehören nicht zur Erfindung.

Der Druckbehälter 10 ist an seiner Oberseite mittels

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eines Behälterdeckels 18 abgeschlossen. Bei dem dargestellten flüssigmetallgekühlten schnellen Brutreaktor besteht der Behälterdeckel 18 aus einer Mehrzahl von drehbaren Verschlußplatten 20, 22 und 24. Die größte Verschlußplatte 24 ist ringförmig ausgebildet und koaxial mit dem Druckbehälter angeordnet. Die mittelgroße Verschlußplatte 22, die ebenfalls ringförmig ausgebildet ist, ist in eine Öffnung 26 der großen Verschlußplatte 24 eingesetzt. Die kleinste Verschlußplatte 20 ist exzentrisch zur mittelgroßen Verschlußplatte und zur größten Verschlußplatte 24 angeordnet und in eine exzentrische Öffnung 2 8 der mittleren Verschlußplatte 22 eingesetzt. Die mittlere Verschlußplatte 22 trägt die kleine Verschlußplatte 20 drehbar über einen Tragring 30. Die mittlere Verschlußplatte 22 ist mittels eines Tragringes drehbar an der großen Verschlußplatte 24 aufgehängt. Die große Verschlußplatte 24 ist ihrerseits über einen Tragring 34 drehbar auf dem Plansch 36 des Druckbehälters 10 gelagert.

Die Verschlußplatten 20, 22 und 24 enthalten eine Vielzahl von Durchführungen, welche typischerweise eine Belademaschine 38, eine Entlademaschine 40, Steuerstabantriebe 42 und überwachungseinrichtungen 44 enthaltene

Der Druckbehälter 10 ist radial von einer Ummantelungs-

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konstruktion 46 umgeben.

Gemäß Fig. 2 verläuft der Druckbehälterflansch 36 entlang des oberen Randes des Druckbehälters 10. Mit diesem Plansch J>6 ist ein ringförmiger vertikaler Ansatz 48 einstückig ausgebildet.

Die Ummantelungskonstruktion 46 ist mit einem Auflagesims 50 versehen, der den Druckbehälter 10 radial umgibt.

Wie bereits erwähnt, ist die große Verschlußplatte in den Druckbehälter 10 eingesetzte Die Oberseite dieser Verschlußplatte 24, die Stirnfläche des vertikalen Ansatzes des Flansches 36 und die Oberseite des Auflagesimses 50 liegen im wesentlichen auf gleicher Höhe. An der Stirnfläche 52 des vertikalen Ansatzes 48 und der Oberseite 54 des Auflagesimses 50 liegt ein Tragring 56 an. Dieser Tragring 56 ist mittels Schrauben 58, die durch miteinander fluchtende Bohrungen 80 im Tragring 56 und im Flansch 36 hindurchgeführt sind, am vertikalen Ansatz 48 des Flansches befestigt. Außerdem ist der Tragring 56 mittels einer Vielzahl von Schrauben 60 am Auflagesims 50 befestigt. Gewünschtenfalls kann ein thermisches Polster (nicht dargestellt) zwischen den Tragring 56 und den Auflagesims 50

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eingelegt sein, um den heißeren metallenen Tragring 56 von dem aus Beton bestehenden Auflagesims 50 zu isolieren. Radial außerhalb der Befestigungsschrauben 50 ist am Auflagesims 50 und am Tragring 56 eine im Querschnitt winkelförmige Dichtung 82 befestigt, welche das Entweichen von Strömungsmittel verhindert.

Die Doppelverschraubungsmethode zur Befestigung des Druckbehälters 10 an der Ummantelungskonstruktion 46 ergibt eine große Energieabsorptionsfähigkeit durch plastische Verformung der Schrauben zur Begrenzung einer auf die Tragkonstruktion übertragenen Last. Durch den Druckbehälter in dem unwahrscheinlichen Falle eines Unfalls auf die Schrauben 58 und 60 übertragene Kräfte bewirken eine Streckung dieser Schrauben. Die Streckung dieser Schrauben und 6o absorbiert die auf den Druckbehälter 10 ausgeübten Kräfte, und obwohl einige der Schrauben 58 und 60 möglicherweise abgeschert werden, verbleiben noch ausreichend viele Schrauben 58 und 60 zur Halterung des Druckbehälters 10.

Die große Verschlußplatte 24 weist einen radial äußeren Ansatz 62 auf, der dem vertikalen Ansatz 48 des Flansches 36 benachbart ist. Der Tragring 34, über welchen der Flansch 36 und dessen vertikaler Ansatz 48 die große Verschlußplatte 24 tragen, ist einerseits an dem radial äußeren Verschluß-

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Plattenansatz 62 und andererseits am vertikalen Flanschansatz 48 befestigt. Zwischen dem vertikalen Planschansatz und dem radialen Verschlußplattenansatz 62 ist ein ringförmiger Spalt 66 gebildet. Dieser Ringspalt 66 könnte einen Entweichungsweg für innerhalb des Druckbehälters 10 befindliche Strömungsmittel durch den Verschlußplattentragring 34 in die äußere Umgebung bilden. Deshalb sind in dem Ringraum 66 Abdichtungsmittel 68 angeordnet. Gemäß der Darstellung weisen diese Dichtungsmittel 68 eine Flüssigkeitstauchdichtung auf, in welcher sowohl während des Reaktorbetriebs als auch bei der Brennstofferneuerung flüssiges Natrium enthalten ist. Im Reaktorbehälter enthaltene, zu entweichen suchende Strömungsmittel üben einen Druck auf das in der Dichtung 68 befindliche flüssige Natrium aus, weshalb dieses innerhalb des Ringspalts 66 ansteigt. Da jedoch der Ringraum 66 und der mit diesem in Verbindung stehende innere Ringraum 84 zwischen den beiden Elementen des Verschlußplattentragrings 34 abgedichtet ist, wird das Gas in diesen beiden Räumen 66 und 84 komprimiert und übt eine nach unten gerichtete Kraft auf das flüssige Natrium im Ringsρalt 66 aus. Auf diese Weise wird das innerhalb des Druckbehälters 10 befindliche Medium am Entweichen gehindert.

Außer zur Verhinderung des Entweichens des im Reaktor-

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behälter enthaltenen Mediums durch den Verschlußplattentragring 3^ dienen die Dichtungsmittel 68 auch der Verhinderung des Entweichens des Mediums durch die Verbindungsstelle zwischen dem feststehenden äußeren Ring 56 und dem vertikalen Planschansatz 48. Durch Anordnung dieser letzteren Verbindungsstelle stromab von der Dichtung 68 dichtet diese einzige Dichtung zwei mögliche Leckwege ab. Wenn ein Strahlungsaustritt entlang eines zwischen dem Druckbehälter 10 und dem Außenumfang der Verschlußplatte 24 gebildeten Pfades ein Problem darstellt, kann im Übergangsbereich zwischen dem Druckbehälter 10 und dem Plansch 36 ein Abschirmring 7^ angeordnet sein. Dieser Ring 7^ verringert den Strahlungsaustritt durch den Ringraum 66,

Die Erfindung beinhaltet also eine Tragkonstruktion für einen Reaktordruckbehälter innerhalb der Ummantelungskonstruktion, bei welcher die Notwendigkeit einer der bei bekannten Anordnungen erforderlichen Dichtungen dadurch entfällt, daß zwei Leckwege durch nur eine Dichtung abgedichtet werden.

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Claims

Patent ansprüche

(!.Tragkonstruktion für einen Reaktorbehälter, der eine den Behälterdeckel bildende Verschlußplattenanordnung und einen an seinem Umfang gebildeten Plansch sowie einen daran befestigten Tragring aufweist, der auf dem Auflagerand der Wand einer den Reaktorbehälter radial umschließenden Ummantelung aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Tragring (56) als auch die VerschlußplattenanOrdnung (24) unmittelbar mit der Oberseite (52) des Behälterflansches (36) verbunden sind.
2. Tragkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Stirnfläche (52) des Behälterflansches (36) und die Oberseite (5*0 des Auflagerandes (50) der Ummantelungswand (46) im wesentlichen auf gleicher Höhe liegen.
3. Tragkonstruktion nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Verschlußplattenanordnung mindestens eine drehbare, mittels eines Verschlußplattentragrings auf dem Behälterflansch abgestützte Verschlußplatte aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußplattentragring (3¹O

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einerseits an der Oberseite der Verschlußplatte (24) und andererseits an der oberen Stirnfläche (52) des Behälterflansches (36) befestigt ist.
4. Tragkonstruktion nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiger Dichtkanal (68) im Behälterflansch (36) gebildet ist und daß die Verschlußplatte (24) einen Ringflansch aufweist, der vertikal in den Dichtkanal hineinragt, welch letzterer Dichtmittel enthält.

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