DE2619351B2

DE2619351B2 - Wärmebewegliche Abstützung der Schwerkomponenten einer Kernreaktoranlage

Info

Publication number: DE2619351B2
Application number: DE2619351A
Authority: DE
Inventors: Christoph 8520 Erlangen Greischel; Elmar 8552 Hoechstadt Harand; Franz Maritsch; Eberhard Michel
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1976-04-30
Filing date: 1976-04-30
Publication date: 1978-07-06
Also published as: DE2619351A1; DE2619351C3

Description

Die Erfindung betrifft eine wärmebewegliche Abstützung der Schwerkomponenten einer Kernreaktoranlage, insbesondere eines Dampferzeugers einer Kernreaktoranlage, wie sie z. B. in der DE-AS 23 27 759 beschrieben ist.

Erstaunlicherweise hat sich gezeigt, daß mit bekannten Abstützungen, deren Nachgiebigkeit durch die Verwendung von Gleit- oder Wälzlagern gegeben ist, nicht alle Bewegungen aufgefangen werden können, die bei einer Erwärmung der Kernreaktoranlage zu berücksichtigen sind. Dies gilt besonders für den Fall, daß die Kernreaktoranlage im Hinblick auf einen Schutz gegen die beim Bersten entstehenden Bruchstücke mit einem Berstschutz versehen werden soll, weil sich hier aus den besonders kompakten Abmessungen der Rohrverbindungen zwischen den Schwerkomponenten und aus der möglichst dichten Einschließung der Komponenten und Rohrleitungen besondere Schwierigkeiten ergeben.

Die Erfindung geht demnach von der Aufgabe aus, die wärmebewegliche Abstützung der obengenannten Art so auszubilden, daß sie bei den hohen, im Betrieb vorkommenden Temperaturen eine ausreichende Fixierung der Schwerkomponenten ermöglicht, gleichzeitig aber alle Wärmebewegungen nachgiebig auffängt, die bei der Erwärmung von Raumtemperatur auf Betriebstemperatur auftreten.

Gemäß der Erfindung wird die vorgenannte Aufgabe dadurch gelöst, daß die Abstützung ein an sich bekanntes Elastomerlager aufweist, das mit einer Kühlung versehen ist. Elastomerlager, die als Schwingmetall bezeichnet sind, werden z. B. nach dem Buch »ABC der Naturwissenschaften und der Technik«, 2. Auflage 1951, Verlag Brockhaus, Wiesbaden, S. 503 im Fahrzeugbau und bei Maschinen aller Art zur elastischen Lagerung und zum Abfangen von Schwingungen und Geräuschen eingesetzt. Dies hat aber nichts mit der bei der Erfindung vorliegenden Aufgabe zu tun. Vor allem aber fehlt beim Bekannten die für erfindungsgemäßen Einsatz von Elastomerlagern wesentliche Kühlung, ohne die die betriebsmäßig auftretenden Temperaturen zu Zerstörungen des Elastomerlagers führen könnten.

Mit Kühlung ist jede Einrichtung gemeint, die es gestattet, die Temperatur des Elastomerlagers auf nicht mehr als etwa 100⁰C zu halten. Gegenüber den in einem Druckwasserreaktor vorkommenden Primärtemperaturen von mehr als 30O⁰C muß die Kühlung also eine Absenkung der Temperatur um etwa 200"C ermöglichen.
Zur Kühlung kann ein gegen das Elastomerlager gerichteter Luftstrahl einer Gebäudeklimaanlage dienen. Hierbei wird also eine ohnehin vorhandene Anlage ausgenutzt, wobei sich der Mehraufwand auf die Führung der Luft gegen die Abstützung und die Rückführung der erhitzten Luft in den schon vorhandenen Kühlkreislauf beschränken kann.

Man kann das Elastomerlager auch durch eine Kühlflüssigkeit kühlen, die dem Lager benachbarte Metallteile umspült. Diese Ausführungsform bietet den besonderen Vorteil, daß auch die Enden des Elastomerlagers, d. h. der Grenzbereich zwischen dem Elastomerlager und benachbarten Metallteilen, zur niedrigen Temperaturen ausgesetzt ist Hierbei sollte man den Wärmefluß zum Elastornerlager durch wärmeisolierende Zwischenlagen, zum Beispiel durch keramische Körper oder mindestens durch verringerte Querschnitte der Metallteile begrenzen, damit die mit der Kühlflüssigkeit abzuführende Wärmemenge in wirtschaftlichen Grenzen bleibt.

Bei Kernreaktoranlagen mit einer Hauptkühlmittelpumpe kann man eine eigene, von fremden Kühlmitteln unabhängige Kühlung dadurch erreichen, daß an Welle oder Antriebsmotor der Hauptkühlmittelpumpe ein Lüfterrad zur Kühlung des Elastomerlagers angeordnet ist. Dies eignet sich besonders für Abstützungen der Hauptkühlmittelpumpe selbst und gegebenenfalls auch anderer mit dieser verbundener Komponenten.

Eine weitere Ausffthrungsform der Erfindung geht von einer motorbetriebenen Hauptkühlmittelpumpe mit einem Kühlmittelkreislauf aus. Auch dieser Kreislauf kann für die Kühlung des Elastomerlagers verwendet werden. Im übrigen können alle vorgenannten Kühlmaßnahmen auch zusammen oder einzeln miteinander kombiniert werden.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden anhand der beiliegenden Figuren zwei Ausführungsbeispiele beschrieben. Dabei ist in den F i g. 1 und 2 jeweils ein" schematischer Ausschnitt aus der Abstützung eines Dampferzeugers für einen berstgeschützten Druckwasserreaktor bezeichnet. Die Abstützungen nehmen zwei unterschiedlich ausgeienkte Stellungen ein. Für übereinstimmende Teile werden gleiche Bezugszeichen verwendet.

Mit 1 ist ein aus Stahl bestehender Träger des Dampferzeugers bezeichnet, der in seiner für die Erfindung nicht wesentlichen Gesamtausbildung und Anordnung im Rahmen der Druckwasserreaktoranlage näher in der eingangs ,genannten Patentschrift beschrieben ist. Der Träger 1, der z.B. in Form einer zylindrischen oder konischen Schürze den unteren Rand des zylindrischen Dampferzeugergehäuses umgeben kann, stützt sich über ein Elastomerlager 2 auf einen Stahlring 3 ab, der mit dem nicht gezeichneten aus Beton bestehenden Reaktorgebäude verbunden ist Das Elastomerlager 2 ergibt die Möglichkeit, die in F i g. 2 mit 4 bezeichnete Auslenkung des Dampferzeugers, die auf Wärmedehnungen im Primärsystem des Druckwasserreaktors zurückgeht, praktisch kräftefrei aufzunehmen. Das Lager 2 wird dabei gleichmäßig in der dargestellten Weise verformt

Aus der F i g. 2 geht hervor, daß das Elastomerlager 2 eine Bewegung des Dampferzeugers 1 in Richtung des Pfeiles 5, d. h. in radialer Richtung zur Längsachse des Dampferzeugers, und gleichzeitig eine kleinere Bewe-

gung in Richtung des Pfeils 6, d. h. parallel zur Dampferzeugerlängsachse, ermöglicht. Zusätzlich können durch einseitige Kompression des Elastomerlagers 2 und gegebenenfalls einseitige Dehnung auch Verdrehungen um eine horizontale Achse au/genommen werden, die den Dampferzeuger 1 aui der Bildebene schwenken.

Bei den Ausführungsbeispielen besteht das Elastomerlager 2 aus dem Elastomer 8 selbst und tnehreren darin verteilten Stahlblechen 7. die die Festigkeit des Elastomerlagers erhöhen. Als Elastomer kommt insbesondere ein synthetischer Kautschuk in Frage.

Die Kühlung 9 des Elastomerlagers 2 erfolgt beim Ausführungsbeispiel der F i g. 1 durch eine mit dem

Träger 1 verbundene Rohrleitung 10, die eine Kühlflüssigkeit 11, ζ. B. Wasser, führt und in unmittelbar wärmeleitendem Kontakt mit dem Träger 1 steht. Eine gleiche Kühlmittelleitung 12 kann auch am Ring 3 vorgesehen werden, um Strahlungswärme abzuführen.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig.2 wird das Elastomerlager 2 mit Kühlluft beblasen, die durch die Pfeile 14 angedeutet ist und mit Leitflächen 15 einseitig gegen das Elastomerlager 2 geführt wird. Die Kühlluft gehört zum Kreislauf einer nicht gezeichneten Gebäudeklimaanlage.

Die Kühlung 9 sorgt in beiden Fällen für eine maximale Elastomertemperatur von 80⁰C.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wärmebewegliche Abstützung der Schwerkomponenten einer Kernreaktoranlage, insbesondere eines Dampferzeugers einer Kernreaktoranlage, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung ein an sich bekanntes Elastomerlager (2) aufweist, das mit einer Kühlung (9) versehen ist.

2. Wärmebewegliche Abstützung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlung ein gegen das Elastomerlager (2) gerichteter Luftstrahl (14) einer Gebäudeklimaanlage dient.

3. Wärmebewegliche Abstützung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomerlager durch eine Kühlflüssigkeit (11) gekühlt ist, die dem Lager (2) benachbarte Metallteile (1, 3) umspült.