DE2641327B2

DE2641327B2 - Radial burst protection for pressure vessels surrounded by a reinforced concrete shell, especially for reactor pressure vessels

Info

Publication number: DE2641327B2
Application number: DE2641327A
Authority: DE
Inventors: Axel Ing.(Grad.) 8520 Erlangen Jungmann
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1976-09-14
Filing date: 1976-09-14
Publication date: 1978-06-29
Also published as: BE858609A; DE2641327A1; FR2364315A1; BR7706054A; DE2641327C3; ES462362A1; IT1084415B; JPS5336017A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine radiale Berstsicherung für von einem bewehrten Betonmantel umgebene Druckbehälter, insbesondere für Reaktordruckbehälter, mit über die gegen Bersten zu schützende Oberfläche verteilten wärmedämmenden Druckkörpern, die sowohl in Umfangsrichtung als auch achsparallel um den Druckbehälter herum verteilt sind, und mit Ringspanngliedern in Form von Stahldrähten, stäben oder -bändern, die konzentrisch zur Behälterlängsachse verlaufen und die Druckkörper umspannen, wobei radiale Andruckkräfte der Druckkörper, die diese im Betriebszustand auf die Behälterwand ausüben, durch Spannen der Ringspannglieder erzeugbar sind. Der bewehrte Betonmantel kann insbesondere ein Spannbetonmantel sein und dient üblicherweise als biologischer Schild für den Reaktordruckbehälter.The invention relates to a radial burst protection for a reinforced concrete casing Pressure vessels, in particular for reactor pressure vessels, with a surface to be protected against bursting distributed heat-insulating pressure hulls, both in the circumferential direction and axially parallel to the Pressure vessels are distributed around, and with ring tendons in the form of steel wires, rods or -bands that run concentrically to the longitudinal axis of the container and span the pressure body, wherein radial pressure forces of the pressure bodies, which they exert on the container wall in the operating state Tensioning of the ring tendons can be generated. The reinforced concrete jacket can in particular be a prestressed concrete jacket and usually serves as a biological shield for the reactor pressure vessel.

Eine solche Berstsicherung ist durch die DE-PS 42 420 im wesentlichen bekannt. Hierbei bestehen die Druckkörper aus keramischen Stützelementen. Die Umfangsspannung der Ringspannglieder ergibt sich aus der thermischen Dehnung des Druckbehälters und kar.n nicht mechanisch eingestellt werden. Eine gleichmäßigeSuch a burst protection is known from DE-PS 42 420 essentially. Here are the Pressure body made of ceramic support elements. The hoop stress of the ring tendons results from the thermal expansion of the pressure vessel and kar.n cannot be adjusted mechanically. A steady one

und zuverlässige Einstellbarkeit ist jedoch von besonderer Bedeutung für Druckgefäße im allgemeinen und für Reaktordruckbehälter im besonderen, wenn ausgeschlossen sein soll, daß sich die Versagensvahrscheinlichkeit durch ungleichmäßige und unkontrollierte Krafteinleitung erhöht. Es ist weiterhin eine Kernreaktoranlage bekannt (DE-OS 23 34 773), bei der zur Berstsicherung außer einer axialen Verspannung d^ps Druckbehälters mittels hydraulisch schwenkbarer Haken in radialer Richtung eine sogenannte Nullweg-Berstsicherung verwirklicht ist, bei welcher der Radialspalt zwischen dem Druckbehälter und dem biologischen Schild von einem Isolierbeton-Mantel und einer verdichteten Schüttung aus Kies, Keramikteilen od. dgl. umgeben ist. Hierbei gestaltet sich die Einstellung eines definierter radialen Spaltes verhältnismäßig schwierig. Die Umfangsspannungen des Druckbehälters können nicht reduziert werden.and reliable adjustability, however, is of particular importance for pressure vessels in general and for reactor pressure vessels in particular, if it is to be excluded that the probability of failure increases due to uneven and uncontrolled introduction of force. There is also a nuclear reactor plant known (DE-OS 23 34 773), in which, in addition to an axial bracing d ^p s pressure vessel by means of hydraulically pivotable hooks in the radial direction, a so-called zero travel rupture protection is implemented to prevent bursting, in which the radial gap between the pressure vessel and The biological shield is surrounded by an insulating concrete jacket and a compacted bed of gravel, ceramic parts or the like. In this case, the setting of a defined radial gap turns out to be relatively difficult. The circumferential stresses of the pressure vessel cannot be reduced.

Ausgehend von einer radialen Berstsicherung für Druckbehälter der eingangs genannten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die radiale Berstsicherung so auszubilden, daß eine definierte Einstellbarkeit der von den Ringspanngliedern auf den Druckbehälter im Betriebs- oder Berstfalle ausgeübten radialen Druckkräfte gewährleistet ist. Insbesondere soll die Berstsicherung in der Lage sein, die Umfangsspannung der Ringspannglieder so einstellbar zu machen, daß sowohl eine sogenannte Nullweg-Berstsicherung erreichbar ist (bei der der Reaktordruckbehälter im warmen Betriebszustand praktisch den Radialspalt Null zu der ihn umgebenden Berstschutzumhüllung aufweist) als auch eine mehr oder weniger starke Übernahme von Umfangsspannungsanteilen der Behälterwand durch die Ringspannglieder ermöglicht ist. Man unterscheidet zwischen Berstschutz (keine Beeinflussung des Spannungszustandes des Druckbehälters, sondern nur Einschränkung der Auswirkungen bzw. Folgeschäden eines Berstfalles) und Berstsicherung (Beeinflussung des Spannungszustandes des Druckbehälters und dadurch Reduzierung des Versagenrisikos). Hier wie auch vor- und nachstehend soll jedoch der Begriff »Berstsicherung« auch der Begriff »Berstschutz« umfassen, d. h. nicht ausschließen, und umgekehrt, sofern nicht ausdrücklich zwischen Berstschutz und -sicherung unterschieden wird.Starting from a radial burst protection for pressure vessels of the type mentioned is the The invention is based on the object of designing the radial burst protection so that a defined adjustability the radial force exerted by the ring tendons on the pressure vessel in the event of an operational or bursting situation Pressure forces is guaranteed. In particular, the burst protection should be able to reduce the hoop stress to make the ring tendons adjustable so that both a so-called zero travel burst protection can be achieved is (in which the reactor pressure vessel in the warm operating state has practically the radial gap zero to the burst protection covering surrounding it) as well as a more or less strong takeover of Circumferential stress components of the container wall is made possible by the ring tendons. One distinguishes between burst protection (no influence on the state of tension of the pressure vessel, but only Restriction of the effects or consequential damage of a burst event) and burst protection (influencing the State of tension of the pressure vessel and thus a reduction in the risk of failure). Here as well as before and in the following, however, the term “burst protection” shall also include the term “burst protection”, i. H. do not exclude, and vice versa, unless expressly between burst protection and burst protection a distinction is made.

Erfindungsgemäß werden die gestellten Aufgaben bei einer radialen Berstsicherung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß an den Ringspanngliedern angreifende, den Betonmantel durchdringende und von außen anspannbare Radialspannglieder vorgesehen sind und daß die radialen Kräfte der Druckkörper durch Einstellung der Dehnung der Radialspannglieder und damit der Zugvorspannung der Ringspannglieder einstellbar sind, und/oder daß der Dehnungsanteil, den die Ringspannglieder zusätzlich zu der mittels der Radialspannglieder bereits aufgebrachten Dehnung durch die Radialdehnung des Druckbehälters erfahren, durch zusätzliche mechanische Dehnung der Radialspannglieder aufhebbar ist. Durch Vorspannen (Krafterhöhung) und/oder Ablassen (Entlastung) der Kraft in den Radialspanngliedern kann die in den Reaktordruckbehälter eingeleitete Kraft geändert und gewünschten Werten angepaßt werden. Dabei kann man einen Spalt, der vor einer thermischen radialen Druckbehälterdehnung vorhanden ist, durch die Abstandseinstellung der Druckkörper bemessen und damit die Umfangs-Sollspannung in der Druckbehälterwand aufgrund radialer Dehnungsbehinderung, wenn sich der Druckbehälter auf Betriebstemperatur erwärmt bzw. befindet, vorgebbar beeinflussen.According to the invention, the tasks set for a radial burst protection device are those mentioned at the beginning Type solved in that attacking the ring tendons, penetrating the concrete jacket and of externally tensionable radial tendons are provided and that the radial forces of the pressure body through Adjustment of the elongation of the radial tendons and thus the tensile prestressing of the ring tendons are adjustable, and / or that the proportion of elongation that the ring tendons in addition to the means of Radial tendons experience strain already applied by the radial expansion of the pressure vessel, can be canceled by additional mechanical expansion of the radial tendons. By pretensioning (increasing force) and / or releasing (relieving) the force in the radial tendons can enter the reactor pressure vessel introduced force can be changed and the desired values adjusted. You can see a gap, which is present in front of a thermal radial expansion of the pressure vessel, through the distance setting of the Dimension pressure body and thus the nominal circumferential stress in the pressure vessel wall due to radial Elongation hindrance when the pressure vessel is heated or is at operating temperature, specifiable influence.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß eine den Bedürfnissen berstgeschützter Reaktoranlagen anpaßbare radiale Berstsicherung geschaffen wurde, mit welcher ohne zusätzlichen Aufwand verschiedene radiale Berstschutzkonzepte verwirklichbar sind. Sc können die Ringspannglieder so bemessen sein, daß sie in der Lage sind, die beim eventuellen Bersten (Längsriß) des Reaktordruckbehälters auftretenden Kräfte aufzunehmen, wobei dann der biologische Schild in Spannbetonbehälterbauweise eine zusätzliche Sicherheit bilden kann. Hierbei werden zweckmäßigerweise die Ringspannglieder so durch die Radialspannglieder gespannt und die Radialspalte so bemessen, daß durch eine radiale Dehnungsbehinderung des Reaktordruckbehälters bereits in dessen normalem Betriebszustand ein mehr oder weniger großer Anteil seiner Umfangsspannung durch die Ringspannglieder übernommen wird. Die Aufweitung der Ringspannglieder durch Vorspannen der Radialspannglieder hat in der Hauptsache den Zweck, daß — bevor durch thermische Dehnung des Druckbehälters die Ringspannglieder eine Aufweitung erfahren — in den Radialspanngliedern eine Zugkraft vorhanden ist. Jede Dehnungsänderung der Ringspannglieder (beispielsweise durch Ablassen der Radialspannglieder, durch thermische Dehnung des Druckbehälter oder Kriechverformungen der Betonstruktur) bewirkt eine Veränderung dieser Zugkraft. Mit handelsüblichen Meßgeräten (Kraftmeßdose) kann somit die Veränderung der Zugkraft in den Radialspannstäben kontrolliert und überwacht werden, womit auch gleichzeitig der jeweilige Spannungszustand des Druckbehälters radial und tangential erfaßt ist.The advantages that can be achieved with the invention are primarily to be seen in the fact that one meets the needs Radial burst protection adaptable radial burst protection was created with which without additional effort different radial burst protection concepts can be realized. Sc can die Ring tendons must be dimensioned in such a way that they are able to withstand the eventual rupture (longitudinal crack) of the Reactor pressure vessel to absorb forces occurring, then the biological shield in prestressed concrete can provide additional security. The ring tendons are expediently used here so tensioned by the radial tendons and the radial gap dimensioned so that by a radial Expansion restriction of the reactor pressure vessel already in its normal operating state a more or less large part of its hoop stress is taken over by the ring tendons. The expansion The main purpose of the ring tendons by prestressing the radial tendons is that - before the ring tendons experience an expansion due to thermal expansion of the pressure vessel - there is a tensile force in the radial tendons. Any change in elongation of the ring tendons (for example by lowering the radial tendons, by thermal expansion of the pressure vessel or Creep deformation of the concrete structure) causes a change in this tensile force. With commercially available Measuring devices (load cell) can thus monitor the change in tensile force in the radial tensioning rods and monitored, which means that the respective stress state of the pressure vessel is also radial and is captured tangentially.

Es ist jedoch auch möglich, die Ringspannglieder derart vorzuspannen und die Radialspalte so zu bemessen, daß im Betriebszustand des Reaktordruckbehälters nur ein geringer Teil seiner Umfangsspannungen durch die Ringspannglieder übernommen wird, wobei dann im eventuellen Berstfalle sowohl die Ringspannglieder als auch die Spannbetonkonstruktion des biologischen Schildes als Berstschutz wirken, da im Berstfalle die Ringspannglieder gegen ihre Voispannkraft zunächst so aufgeweitet werden, daß ein Kraftschluß vom Reaktordruckbehälter über die Druckkörper, Querhäupter, Ringspannglieder und Füllkörper zum biologischen Schild gegeben ist. Schließlich ist gemäß einem dritten Berstschutzkonzept vorgesehen, daß die Summe aller durch Montage oder mechanische Dehnung erzeugten Spaltweiten zwischen Druckbehälter und den Ringspanngliedern größer ist als die Radialdehnung des Druckbehälters, die er erfährt, wenn er vom kalten Zustand ausgehend auf Betriebstemperatur und Betriebsdruck gebracht wird. Hierbei handelt es sich um einen eigentlichen Berstschutz zum Unterschied von der eigentlichen Berstsicherung. Besonders vorteilhaft ist es, wenn im eingebauten Zustand durch nachträgliche mechanische Erhöhung oder Verminderung der Zugkräfte der Radialspannglieder der vorher vorhandene Spannungszustand des zu schützenden Druckbehälters veränderbar ist.However, it is also possible to pretension the ring tendons in this way and to close the radial gaps in this way dimensioned that in the operating state of the reactor pressure vessel only a small part of its hoop stresses is taken over by the ring tendons, with both the ring tendons in the event of a bursting as well as the prestressed concrete construction of the biological shield act as burst protection, as im When bursting, the ring tendons are initially widened against their tension force so that a Frictional connection from the reactor pressure vessel via the pressure hulls, crossheads, ring tendons and fillers to the biological shield is given. Finally, according to a third burst protection concept, it is provided that the sum of all the gap widths between pressure vessels produced by assembly or mechanical expansion and the ring tendons is greater than the radial expansion of the pressure vessel which it experiences when starting from a cold state, it is brought to operating temperature and operating pressure. This is what it is is an actual burst protection as opposed to the actual burst protection. Particularly beneficial it is if in the installed state by subsequent mechanical increase or decrease the tensile forces of the radial tendons the previously existing stress state of the to be protected Pressure vessel is changeable.

Die Erfindung trägt den im Kernreaktorbau vorhandenen Problemen Rechnung, wo einerseits die Verformungswege der Gesamtkonstruktion durch entsprechende Werkstoffauswahl der Einzelbauteile nicht mehr ausreichend reduziert werden können und wo andererseits auch die Toleranzen nicht enger festgelegt werdenThe invention takes into account the existing problems in nuclear reactor construction, where on the one hand the deformation paths of the overall construction by selecting the appropriate material for the individual components can be sufficiently reduced and where, on the other hand, the tolerances are not specified more closely

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können, wenn nicht die Gefahr einer unkontrollierten Krafteinleitung in den Druckbehälter bestehen soll.can, if there is no risk of uncontrolled introduction of force into the pressure vessel.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Radialspannglieder, zumindest teilweise, mit Kraftmeßdosen versehen, an denen die Ringkraft der Ringspannglieder und somit die Umfangsspannung des Reaktordruckbehälters ablesbar sind.According to a preferred embodiment of the invention, the radial tendons are, at least partially equipped with load cells, where the ring force of the ring tendons and thus the hoop tension of the reactor pressure vessel can be read.

Auf diese Weise kann die Ringkraft kontrolliert werden. Diese Methode erlaubt außerdem eine toleranzfreie Montage der Bauteile des Wärmedämm-Kühlspaites bei bereits eingebautem Reaktordruck behälter. Das vorhandene Montagespiel ist mindestens gleich der radialen Dehnung des Reaktordruckbehäkers bei Temperatur und Innendruck, abzüglich des festzulegenden Maßes der radialen Aufweitung der Ringspannglieder durch den Druckbehälter.In this way the ring force can be controlled. This method also allows a Tolerance-free assembly of the components of the thermal insulation cooling panel with the reactor pressure vessel already installed. The existing assembly play is at least equal to the radial expansion of the reactor pressure vessel at temperature and internal pressure, minus the amount to be determined for the radial expansion of the ring tendons through the pressure vessel.

In Weiterentwicklung der Erfindung bestehen die Druckkörper aus stapelbaren Isolierbetonsegmemen. Auf diese Weise ist die Montage und Demontage des Wärmedämm-Kühlspaltes besonders einfach. Eine besonders günstige Ausführungsform der Druckkörper besteht darin, daß diese als Isolierbetonsegmente ausgeführt sind, die sowohl eine behälternahe Wärmedämmzone als auch eine behälterferne Kühlzone aufweisen, wobei die Kühlzone von Kühlluftkanälen durchzogen ist. Bevorzugt sind die Druckkörper mit eingeformten axialen Kühlkanälen, vorzugsweise mehrlagig, versehen, die beim Übereinanderstapeln zueinander fluchten. Diese eingeformten Kühlkanäle werden zweckmäßigerweise als eingegossene Stahlrohre ausgeführt, die auch zur Druckübertragung geeignet sind. Zweckmäßig sind die Radialspannglieder an ihren inneren Enden jeweils mit Querhäuptern versehen und letztere am Außenumfang der Druckkörper angeordnet. In a further development of the invention, the pressure hulls consist of stackable insulating concrete segments. In this way, the assembly and disassembly of the thermal insulation cooling gap is particularly simple. A special one A favorable embodiment of the pressure body consists in the fact that it is used as insulating concrete segments are designed that have both a thermal insulation zone close to the container and a cooling zone remote from the container have, wherein the cooling zone is traversed by cooling air channels. The pressure bodies are preferred molded axial cooling channels, preferably multilayered, provided, which when stacked on top of each other cursing. These molded cooling channels are expediently designed as cast steel pipes, which are also suitable for pressure transmission. The radial tendons are useful at their inner ends each provided with crossheads and the latter arranged on the outer circumference of the pressure body.

Außer den vorerwähnten Druckkörpern, die zwischen Reaktordruckbehälter und Querhäuptern angeordnet sind und die Funktion der Wärmedämmung und Kühlung erfüllen, ist erfindungsgemäß auch eine zweite Gruppe von Druckkörpern vorgesehen, die radial gesehen zwischen den Querhäuptern und d;m biologischen Schild angeordnet sind und hier lose, d. h. im kalten Zustand mit ausreichendem radialen Spiel, derart angeordnet sind, daß sie die Dehnung der Ringspannglieder nicht behindern. Demgemäß sind die vom Innenumfang der Betonstruktur, vom Außenumfang der Querhäupter und von den Ringspanngliedlagen begrenzte Ringkammern mit zur Druckübertragung geeigneten Füllkörpern, vorzugsweise Isolierbeton-Segmentsteinen, lose ausgefüllt, wobei die Segmentsteine als Montagehilfe für die Ringspannglied-Lagen dienen, indem abwechselnd eine Segmentstein- und eine Ringspannglied-Lage übereinander stapelbar sind.Except for the aforementioned pressure hulls, which are arranged between the reactor pressure vessel and crossheads are and fulfill the function of thermal insulation and cooling, according to the invention is also a a second group of pressure bodies is provided which, viewed radially, between the crossheads and d; m biological shield are arranged and here loosely, d. H. when cold with sufficient radial play, are arranged so that they do not hinder the expansion of the ring tendons. Accordingly, they are from the inner perimeter of the concrete structure, from the outer perimeter of the transverse heads and from the ring tendon layers limited annular chambers with fillers suitable for pressure transmission, preferably insulating concrete segment blocks, loosely filled in, with the segment stones as an assembly aid for the ring tendon layers serve by alternating a segment stone and a Ring tendon layers can be stacked one on top of the other.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung betrifft die Berstsicherung im Stutzenbereich des Reaktordruckbehälters, wozu die Hauptkühlmittelleitungen umgebende und den biologischen Schild durchdringende Hüllrohre in einen Teilverband der Ringspannglieder einbezogen sind, wie den Ansprüchen 10 und 11 angegeben. Einzelheiten der Erfindung sind anhand der mehrere Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigtAnother advantageous development of the invention relates to the burst protection in the nozzle area of the Reactor pressure vessel, including surrounding the main coolant lines and the biological shield penetrating ducts are included in a partial association of the ring tendons, as the claims 10 and 11 indicated. Details of the invention are based on the several exemplary embodiments Drawing explained. It shows

Fig. 1 in einem Axialschnitt und im Ausschnitt einen Reaktordruckbehälter mit der radialen Berstsicherung nach der Erfindung, wobei eine Hauptkühlmittelstutzun-Partic gezeigt ist,Fig. 1 in an axial section and a cutout Reactor pressure vessel with the radial burst protection according to the invention, wherein a main coolant connection part is shown

Fig.2 einen Querschnitt in der achsnormalen Eb';ne der Hauptkühlmittelstutzen des Gegenstandes nach Fig. 1, wobei jedoch die rechte Hälfte gezeigt ist und die Berstsicherung vereinfacht nur mit Druckkörpern dargestellt ist,2 shows a cross section in the axis normal Eb '; ne the main coolant nozzle of the article of FIG. 1, but with the right half being shown and the burst protection is shown in simplified form only with pressure hulls,

Fig. 3 die Ansicht A aus Fig. 2, d.h. die Draufsicht auf einen Ausschnitt der Hauptkühlmittelleitungsebene, Fig.4 in entsprechender Darstellung zu Füg. 13 shows the view A from FIG. 2, ie the top view of a section of the main coolant line level, FIG. 4 in a corresponding representation. 1

jedoch in einem kleineren Ausschnitt eine Variante des in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels, wobei die Wärmedämm-Kühlzone in Isolierbetonüteine undhowever, in a smaller section, a variant of the first embodiment shown in FIG. 1, wherein the thermal insulation cooling zone in insulating concrete and

ίο getrennt dazu in Kühlelemente aus Stahl unterteilt ist,ίο is divided separately into cooling elements made of steel,

Fig.4a einen Querschnitt der Kühlelernente aus F i g. 4 im Ausschnitt,4a shows a cross section of the cooling element F i g. 4 in the cutout,

F i g. 5 in schematischer Darstellung verschiedene Montagezustände und Semessungsmöglichkeiten für die radiale Berstsicherung nach der Erfindung, und zwar F i g. 5a einen Zustand vor Verankerung der Radialspannglieder in den Oberhäuptern,F i g. 5 a schematic representation of various assembly states and measurement options for the radial burst protection according to the invention, namely F i g. 5a shows a state before the radial tendons are anchored in the heads,

Fig.5b die mechanisch vorgespannten Radial- und Ringspannglieder,Fig.5b the mechanically prestressed radial and Ring tendons,

Fig.5c den Gegenstand nach Fig.5b, jedoch mit montierten Dämm-Kühlelementen (der Reaktordruckbehälter ist hierbei noch kalt),Fig.5c shows the object according to Fig.5b, but with mounted insulating cooling elements (the reactor pressure vessel is still cold here),

F i g. 5d den Zustand nach der radialen Dehnung des Reaktordruckbehälters, wenn sich dieser an die radiale Berstsicherung angelegt und diese um beispielsweise 2 mm aufgeweitet hat,F i g. 5d shows the state after the radial expansion of the reactor pressure vessel when it adapts to the radial Has applied burst protection and widened it by, for example, 2 mm,

Fig.5e eine Ausführungsvariante, bei der die ursprünglich vorhandene- Reduzierung der Umfangsspannung des Druckbehälters dadurch aufgehoben wurde, daß die Radialspannglieder nachträglich gespannt wurden, so daß nunmehr ein Berstschutz ohne Spiel oder mit minimalem Spiel vorhanden ist und5e shows a variant in which the originally present reduction in the circumferential stress of the pressure vessel was canceled by the fact that the radial tendons were subsequently tensioned were, so that there is now a burst protection with no play or with minimal play and

F i g. 5f eine weitere Variante des Berstschutzes, bei der durch Vorspannen und nachträgliches verstärktes Ablassen der Radialspannglieder eine Umlagerung eines Anteils der im Beton vorhandenen Radialdruckkräfte auf den Reaktordruckbehälter erfolgt, so daß in diesem eine verstärkte Umfangsspannungsentlastung gegeben ist.F i g. 5f another variant of the burst protection, in which by pre-tensioning and subsequently reinforced Draining the radial tendons redistributes part of the radial compressive forces present in the concrete takes place on the reactor pressure vessel, so that there is an increased relief of circumferential stress in this given is.

Der Reaktordruckbehälter 1 in Fig. 1, zur Vereinfachung im folgenden als Druckbehälter bezeichnet, isl mit einer radialen Berstsicherung, als Ganzes mit £ bezeichnet, versehen. Bevorzugt handelt es sich beim Druckbehälter 1 um einen Reaktordruckbehälter, da hier die Berstsicherung besonders bedeutsam ist; es kann sich jedoch generell um einen mit einem bewehrten Betonmantel umgebenen Druckbehältei handeln. Der Druckbehälter 1 ist mit einem einer biologischen Schild bildenden Betonmantel 2 umgeben Dieser besteht aus einer im wesentlichen hohlzylindrischen Spannbetonkonstruktion mit Radialspanngliedern 2a, Umfangsspanngliedern Ib und nicht niähei dargestellten Axialspanngliedern. Eine solche Konstruktion ist z. B. durch die DE-AS 16 84 643 bekannt Wie die Betonkonstruktion des biologischen Schildes irr einzelnen aussieht, ist für die Erfindung jedoch nicht vor Bedeutung; wesentlich ist, daß sie in der Lage ist erhebliche Axial-, Radial- und Umfangskräfte aufzunehmen. Die Radialspannglieder 2a des biologischer Schildes sind mit Umfangsspanngliedern 2b kraftschlüssig derart gekoppelt, daß durch Anspannen dei Radialspannglieder 2a mittels der Spannmutteirn 2c die Umfangsspannglieder 2b angespannt werden können Zur Lagerung letzterer v/eisen die Radialspiarmgliedei 2a Querhäupter 2d Abstandshaltescheiben 2/'' sswischer den einzelnen Lagen der Umfangsspannglieder 2b sowie Widerlagerscheiben 2e auf. Die Umfangs- unc Radialspannglicder sind über die Höhe des biologischerThe reactor pressure vessel 1 in FIG. 1, referred to below as a pressure vessel for the sake of simplicity, is provided with a radial burst protection, denoted as a whole by £. The pressure vessel 1 is preferably a reactor pressure vessel, since the burst protection is particularly important here; however, it can generally be a pressure vessel surrounded by a reinforced concrete shell. The pressure vessel 1 is provided with a forming a biological shield of concrete jacket 2 surrounding This consists of a substantially hollow cylindrical prestressed concrete construction with radial prestressing elements 2a, peripheral tendons Ib and not niähei Axialspanngliedern shown. Such a construction is z. B. known from DE-AS 16 84 643 How the concrete structure of the biological shield looks irr individual, is not important for the invention; it is essential that it is able to absorb considerable axial, radial and circumferential forces. The radial clamping members 2a of the biological shield are coupled to the circumferential prestressing elements 2b force fit in such a way that the peripheral clamping members 2b can be tightened by tightening dei radial clamping members 2a by means of the Spannmutteirn 2c For storage, the latter v / Radialspiarmgliedei iron 2a crossheads 2d spacer discs 2 / '' sswischer the individual layers the circumferential tendons 2b and abutment washers 2e. The circumferential and radial tensioners are about the level of the biological

Schildes 2 verteilt. Ferner wird der biologische Schild, wie erwähnt, von Axialspanngliedern axial durchzogen, so daß er in der Lage ist, axiale Vorspannkräfte, die auf den Reaktordruckbehälter 1 über eine nicht dargestellte Lagerung ausgeübt werden, aufzunehmen. Diese Lagerung, die im übrigen zum Verständnis der Erfindung nicht näher beschrieben zu werden braucht, kann z. B. aus einer bodenseitigen Aufhängung über Biegefedern bestehen und aus einer deckelseitigen Verspannung über Pendelstützen.Shield 2 distributed. Furthermore, the biological shield, as mentioned, axially traversed by axial tendons, so that it is able to withstand axial prestressing forces on the reactor pressure vessel 1 are exercised via a bearing, not shown, to receive. This storage, which does not need to be described in detail to understand the invention, for. B. consist of a base-side suspension via spiral springs and a cover-side bracing via pendulum supports.

Die radiale Berstsicherung B besteht aus wärmedämmenden Druckkörpern 3, die über die gegen Bersten zu schützende Oberfläche la des Druckbehälters 1 verteilt sind, und zwar sowohl in Umfangsrichtung (vgl. F i g. 2) als auch achsparallel bezogen auf die Achse V des Druckbehälters 1. Außerdem weist der radiale Berstschutz B Ringspannglieder 4 in Form von Stahlbändern auf, die konzentrisch zur Behälterachse Γ verlaufen und die Druckkörper 3 umgeben. Die radialen Kräfte Pb, insbesondere die radialen Andruckkräfte der Druckkörper 3, die diese im Betriebs- bzw. Berstzustand auf die Behälterwand \b ausüben, sind durch Umfangsspannung der Ringspannglieder 4 erzeugbar, d. h. die Umfangsspannung der Ringspannglieder wird in entsprechende radiale Kräfte Pbumgeformt. Mit lcist noch in F i g. 1 ein Stutzen bezeichnet, an den eine Kühlmittelleitung 5 angeschlossen ist mit einer Trennwand 5a, so daß die Leitung 5 sowohl eine Zuleitung 5.1 als auch eine Rückleitung 5.2 umfaßt. Die Ringspannglieder 4 sind über die Höhe des Druckbehälters 1 in mehreren mit Axialabstand zueinander angeordneten Ringspannbündaln 4a vorgesehen, wobei jedes Bündel 4a einzelne Bandlagen 4b aufweist. Anstelle der Bänder bzw. Bandlagen 4b könnten auch Stahldrähte oder Stahlstäbe verwendet sein.The radial burst protection B consists of heat-insulating pressure bodies 3, which are distributed over the surface la of the pressure vessel 1 to be protected against bursting, both in the circumferential direction (see FIG. 2) and axially parallel to the axis V of the pressure vessel 1 In addition, the radial burst protection B has ring tendons 4 in the form of steel strips which run concentrically to the container axis Γ and surround the pressure body 3. The radial forces Pb, in particular the radial pressure forces of the pressure bodies 3, which they exert on the container wall \ b in the operating or bursting state, can be generated by hoop tensioning of the ring tendons 4, i.e. the hoop tension of the ring tendons is converted into corresponding radial forces Pb . With lc is still in FIG. 1 denotes a nozzle to which a coolant line 5 is connected with a partition 5a, so that the line 5 comprises both a feed line 5.1 and a return line 5.2. The ring tensioning members 4 are provided over the height of the pressure vessel 1 in several ring tensioning bundles 4a arranged at an axial distance from one another, each bundle 4a having individual tape layers 4b . Instead of the bands or band layers 4b , steel wires or steel rods could also be used.

Erfindungsgemäß greifen nun an der zweiten Gruppe der Ringspannglieder 4, die radial innerhalb des Betonmantels 2 und radial außerhalb der Wand 16 in einem Ringraum 52 angeordnet sind, die Radialspannglieder 6 an, die den Spannbetonmantel 2 durchdringen und von außen anspannbar sind (Muttern 6a, Beilagscheiben 6b). Diese zweite Gruppe der Radialspannglieder 6 ist mit Querhäuptern 6c ihrer inneren Enden am Außenumfang der Druckkörper 3 angeordnet. Das heißt, bei der in F i g. 1 dargestellten Berstschutzanordnung (kalter Zustand des Druckbehälters 1) folgen auf die Wand Xb radial nach außen gesehen mit Radialspalt Sri die Anordnung der Druckkörper 3 und die Querhäupter 6c, die als Stahlkörper ausgebildet sind und eine Aussparung 6d sowie eine Bohrung 6e aufweisen, wobei die Bohrung 6e in dem Hüllrohr %f der Radialspannglieder 6 weitergeführt und im Aussparungsraum 6c/ der Kopf Sg der Radialspannglieder 6 angeordnet ist, letztere also die Querhäupter mit ihren Köpfen bg kraftschlüssig hintergreifen. Zwischen den Querhäuptern 6c und dem Betonmantel 2 wird der genannte Ringraum 52 mit einzelnen Ringkammern 7 gebildet, in dem außer den Ringspanngliedern 4 auch Füllkörper 8 zwischen den einzelnen Bündeln 4a angeordnet sind, wie weiter unten noch erläutert. Je nach dem Spannungszustand der Ringspannglieder 4 und dem Betriebszustand des Druckbehälter 1 sind weitere Spalte s_ß zwischen den Füllkörpern 8 und den Querhäuptern 6c sowie Sa zwischen den Füllkörpern 8 und dem Betonmantel 2 vorhanden. Die Spalte Sa und s_ri sind jedoch für den Spannungszustand des Druckbehälters in Betriebszuständen ohne Bedeutung. Durch Vorgabe einer Spaltweitc s_r\ um den ganzen Betrag oder eines Teils der radialen Druckbehälterdehnung Δη, die letzterer beim Erwärmen auf Betriebstemperatur erfährt, läßt sich nun die Umfangs-Sollspannung im Druckbehälter 1 b::w. seiner Wand \b vorgeben, und zwar geschieht dies aufgrund radialer Dehnungsbehinderung der Wand IZj, wenn sich diese auf Betriebstemperatur erwärmt (instationärer Vorgang) bzw. befindet (stationär).According to the invention, the radial tendons 6 that penetrate the prestressed concrete jacket 2 and can be tightened from the outside (nuts 6a, washers 6b). This second group of radial tendons 6 is arranged with crossheads 6c of their inner ends on the outer circumference of the pressure body 3. That is, in the case of FIG. 1 shown burst protection arrangement (cold state of the pressure vessel 1) follow the wall Xb viewed radially outward with radial gap Sri the arrangement of the pressure body 3 and the crossheads 6c, which are designed as steel bodies and have a recess 6d and a bore 6e, the bore 6e is continued in the duct % f of the radial tendons 6 and is arranged in the recess space 6c / the head Sg of the radial tendons 6, the latter thus engaging behind the crossheads with their heads bg in a non-positive manner. The said annular space 52 with individual annular chambers 7 is formed between the crossheads 6c and the concrete jacket 2, in which, in addition to the annular tendons 4, fillers 8 are also arranged between the individual bundles 4a, as will be explained below. Depending on the stress condition of the ring tendons 4 and the operating condition of the pressure vessel 1, there are further gaps s _ß between the fillers 8 and the crossheads 6c and Sa between the fillers 8 and the concrete shell 2. The column Sa and s _ri are, however, irrelevant for the stress state of the pressure vessel in operating states. By specifying a gap width _c s r \ by the whole amount or part of the radial pressure vessel expansion Δη, which the latter experiences when it is heated to operating temperature, the nominal circumferential tension in the pressure vessel 1 b :: w. its wall \ b , and this happens due to the radial expansion restraint of the wall IZj when it is heated to operating temperature (transient process) or is (stationary).

Hierzu ist es vorteilhaft, wenn die RadialspanngliederFor this purpose it is advantageous if the radial tendons

ίο 6', wie dargestellt, mit Kraftmeßdosen 6Λ versehen sind, an denen die Ringkraft der Ringspannglieder 4 und damit die Umfangsspannung des Druckbehälters 1 ablesbar sind. Die Vorspannung in den Radialspanngliedern kann so getroffen werden, daß im warmen Betriebszustand des Druckbehälters 1, wenn seine Umfangsspannung aufgrund behinderter Wärmedehnung ganz oder zum Teil von den Ringspanngliedern 6 übernommen ist, die Zugkraft in den Radialspanngliedern 6 gegen Null geht.ίο 6 ', as shown, are provided with load cells 6Λ, where the ring force of the ring tendons 4 and thus the circumferential tension of the pressure vessel 1 are readable. The prestressing in the radial tendons can be made so that in the warm Operating state of the pressure vessel 1 when its circumferential stress is due to hindered thermal expansion is completely or partially taken over by the ring tendons 6, the tensile force in the radial tendons 6 goes to zero.

Die Druckkörper 3 bestehen vorteilhafterweise aus stapelbaren Isolierbetonsegmenten, und zwar gemäß F i g. 1 aus solchen, die sowohl eine behälternahe Wärmedämmzone 3a als auch eine behälterferne Kühlzone 3b aufweisen, wobei die Kühlzone 3b von Kühlluftkanälen 3c durchzogen ist. Bevorzugt sind diese Kühlluftkanäle 3c in die Druckkörper 3 mehrlagig einbetoniert, vgl. F i g. 2, und zwar derart, daß die Kühlkanäle beim Übereinanderstapeln der Druckkörper 3 zueinander fluchten.The pressure bodies 3 advantageously consist of stackable insulating concrete segments, namely according to FIG. 1 from those which have both a thermal insulation zone 3a close to the container and a cooling zone 3b remote from the container, the cooling zone 3b being traversed by cooling air ducts 3c. These cooling air ducts 3c are preferably concreted in several layers in the pressure body 3, see FIG. 2, in such a way that the cooling channels are aligned with one another when the pressure bodies 3 are stacked one on top of the other.

F i g. 4 zeigt eine Variante, bei der die Druckkörper 3' aus gesonderten Isolierbetonsteinen 3a'(Wärmedämmkörper) und Stahlsegmenten 3f>'(Kühlkörper) bestehen. Außerdem ist in den Kühlkörpern nur eine Reihe von Kühlkanälen 3c' vorgesehen. Die Kühlkanäle 3c' werden zweckmäßigerweise durch Verschweißen von Stahlrohren und Stahlblechen hergestellt. Auf diese Weise ergibt sich ein axial durchgehendes Kühlkanalsystem innerhalb der Druckkörper 3', das auf seiner F.ingangsseite mit der Druckseite eines nicht dargestellten Gebläses über einen gemeinsamen Einlaßkanal und auf seiner Auslaßseite über einen ebenfalls nicht dargestellten Sammelkanal mit der Saugseite des Gebläses verbunden sein kann.F i g. 4 shows a variant in which the pressure body 3 'is made from separate insulating concrete blocks 3a' (thermal insulation body) and steel segments 3f> '(heat sinks) are made. In addition, there is only a number of in the heat sinks Cooling channels 3c 'provided. The cooling channels 3c 'are expediently by welding Steel pipes and steel sheets made. This results in an axially continuous cooling channel system inside the pressure body 3 ', which is on its F. input side with the pressure side of a not shown Fan via a common inlet channel and on its outlet side via one also not shown collecting channel can be connected to the suction side of the fan.

In F i g. 4 ergibt sich zusätzlich zu F i g. 1 noch ein Spalt Srt zwischen den Körpern 3b' und 3a' aus Fertigungstoleranzen, im übrigen ist die Anordnung sowie in Fig. 1 getroffen. Als geeigneter Isolierbeton für die Druckkörper 3 und die Füllkörper 8 hat sich Leichtbeton erwiesen. Die Ringkammern 7 werden vom Innenumfang des Betonmantels 2, vom Außenumfang der Querhäupter 6c und von den Ringspannbündeln 4a begrenzt und sind, wie erwähnt, lose durch Füllkörper 8 ausgefüllt. Das Spiel zwischen den Füllkörpern 8 untereinander und die Spalte Sa und s_r3 sind so bemessen, daß die Wärmebewegung der Druckkörper 3, der Querhäupter 6c und der Ringspannglieder 4 innerhalb der Ringzone 51 nicht behindert ist und erst bei der gewünschten thermischen Dehnung des Druckbehälters 1 bzw. im Versagensfall des Druckbehälters die starre bzw. feste Anlage der genannten Elemente an dem Betonmantel 2 erfolgt, so daß der letztere gemäß einer bevorzugten Ausführungsform mit als tragender Mantel herangezogen ist. Wie eingangs bereits erwähnt, gibt es verschiedene Bemessungsmög-Henkelten, was weiter unten noch anhand der Fig.5 näher erläutert wird.In Fig. 4 results in addition to FIG. 1 still a gap Srt between the bodies 3b ' and 3a' from manufacturing tolerances, otherwise the arrangement as in FIG. 1 is made. Lightweight concrete has proven to be a suitable insulating concrete for the pressure bodies 3 and the filler bodies 8. The ring chambers 7 are delimited by the inner circumference of the concrete jacket 2, by the outer circumference of the crossheads 6c and by the ring tension bundles 4a and, as mentioned, are loosely filled with filler bodies 8. The clearance between the packing elements 8 and the gaps Sa and s _r 3 are dimensioned so that the thermal movement of the pressure hulls 3, the crossheads 6c and the ring tendons 4 within the ring zone 51 is not hindered and only when the desired thermal expansion of the pressure vessel 1 is reached or in the event of failure of the pressure vessel the rigid or firm contact of the elements mentioned takes place on the concrete casing 2, so that the latter is used as a supporting casing according to a preferred embodiment. As already mentioned at the beginning, there are different possible design handles, which will be explained in more detail below with reference to FIG.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß wegen der größeren Dichte der Radialspannglieder 2a und 6 im Bereich umFrom Fig. 1 it can be seen that because of the greater density of the radial tendons 2a and 6 in the range

die Hauptkühlmitteleleitung 5 der Betonmantel 2 in Form einer Voute 2f erweitert ist, so daß für die Verankerung der Radialspannglieder 6 zusätzliche Fläche vorhanden ist. F i g. 1 bis 3 zeigen, daß die Hauptkühlmittelleitungen 5 von Hüllrohren 9 aus Stahl umgeben sind, welche den Betonmantel 2 durchdringen und in einen Teilverband Bi, B2 der Ringspannglieder 4 und der Radialspannglieder 6 einbezogen sind. Der Ringraum 53 zwischen Leitung 5 und Hüllrohr 9 ist von nicht näher dargestellten thermisch isolierenden Elementen sowie Ringen als Berstschutz für die Rohrleitung 5 ausgefüllt; außerdem können in diesem Ringraum 53 Kühlkanäle zum Abführen der Kühlluft aus den Kühlkanälen 3c angeordnet sein, wobei sich die Kühlluft zunächst in einem Ringraum 54 im Außenbereich des Stutzens Ic sammelt. Die Hüllrohre 9 sind jeweils mit einem behälterfernen Flansch 9a, der gernäß F i g. 3 Rechteckform besitzt, in den Teilverband B1 und B 2 der zugehörigen anliegenden Ringspann- und Radialspannglieder 4, 6 einbezogen, wobei im kalten Zustand das Hüllrohr 9 mit seinem behälternahen Ende 9b bzw. die entsprechenden Stirnflächen über die Querhäupter 6c um wenige Millimeter hinausragt und damit die stutzennahe Zone des Druckbehälters 1 über die Druckkörper bei Behälterdehnung eher zum Kraftschluß kommt als der übrige zylindrische Teil. Da der Spalt Srf kleiner ist als der Spalt s_rio ist, so wird dann, wenn sich der Druckbehälter 1 unter Druck- und Temperaturbeaufschlagung radial dehnt, über die Druckkörper 4 zunächst das Hüllrohr 9 radial verlagert, wobei sich die Ringspannglieder der Teilverbände Bi, B 2 spannen und der Flansch 9a an der Stelle s* einen Spalt gegenüber dem Betonmantel 2 bzw. den Verstärkungseinlagen 2g, 2g-'ausbildet. Bei dieser ersten radialen Teilbewegung werden die Radialspannglieder 6 der Teilverbände B1, B 2 zunächst gereckt um das Maß des Überstandes S^. Die hieraus entstehende Zugkraft in den Radialspanngliedern wirkt über die Hüllrohre 9 auf den Druckbehälter 1 und kann mit Hilfe von Kraftmeßdosen 6Λ gemessen werden. Bei der weiteren Dehnungsbewegung werden auch die Querhäupter 6c mit den Radialspanngliedern 6 bzw. 6' radial verlagert, so daß im Verlauf dieser zweiten radialen Teilbewegung sich die Zugspannung in den Radialspanngliedern der Teilverbände Bi, B2 nicht mehr erhöhen kann. Auf diese Weise bleibt die definierte Andruckkraft, die vom Hüllrohr 9 über die zugehörigen Druckkörper 4 auf den Stutzenbereich te des Druckbehälters 1 ausgeübt wird, erhalten. Die Hüllrohre 9 sind am Innenumfang von Mauerringen 10 zentriert und in ihrer Achsrichtung geführt gelagert, wobei auch die im Bereich des Flansches 9a des Hüllrohres 9 angeordnete Verstärkungseinlage 2g', die das Hüllrohr 9 umfaßt, als Mauerring anzusprechen ist. Diese Mauerringe 10 bzw. 2g' sind in den Betonmantel 2 eingelassen. Sie dienen zugleich als Verstärkungseinlage, um Spannungsspitzen, die beim Herstellen des Betonmantels nach dem Radialspannverfahren auftreten, aufzunehmen. Mit 11 sind in Fig. 2 noch Notkühlleitungen bezeichnet, die ebenso wie die Hauptkühlmittelleitungen 5 in das Innere des Druckbehälters 1 münden. Die Druckkörper 3 und eventuell auch die Füllkörper 8 sind vorzugsweise blechumhüllt ausgeführt, damit ein eventueller Abrieb nicht nach außen in den Kühlkreislauf dringen kann, wobei die Blechumhüllung der Druckkörper 3 (nicht dargestellt) auf geeignete Weise mit den Stahlrohren der Kühlkanäle 3c dichtend verbunden ist. Die Füllkörper 8 füllen nicht nur in loser Stapelung die Ringräume 7 aus, sondern dienen auch zur Auflagerung der Ringspannbündel 4a bei ihrer Montage.the main coolant line 5 of the concrete jacket 2 is expanded in the form of a haunch 2f , so that additional area is available for anchoring the radial tendons 6. F i g. 1 to 3 show that the main coolant lines 5 are surrounded by cladding tubes 9 made of steel, which penetrate the concrete jacket 2 and are included in a partial bond Bi, B2 of the ring tendons 4 and the radial tendons 6. The annular space 53 between the line 5 and the cladding tube 9 is filled with thermally insulating elements (not shown in detail) and rings as burst protection for the pipeline 5; In addition, cooling channels for discharging the cooling air from the cooling channels 3c can be arranged in this annular space 53, the cooling air initially collecting in an annular space 54 in the outer region of the connector Ic. The cladding tubes 9 are each provided with a flange 9a remote from the container, which according to FIG. 3 has a rectangular shape, included in the partial bracing B 1 and B 2 of the associated adjacent ring tendons and radial tendons 4, 6, wherein in the cold state the cladding tube 9 with its end 9b close to the container or the corresponding end faces protrudes over the crossheads 6c by a few millimeters and so that the zone of the pressure vessel 1 close to the nozzle comes to a frictional connection via the pressure body when the vessel expands more than the rest of the cylindrical part. Since the gap Srf is smaller than the gap s _r io, then when the pressure vessel 1 expands radially under the application of pressure and temperature, the cladding tube 9 is first displaced radially via the pressure body 4, with the ring tendons of the sub-assemblies Bi, Tension B 2 and the flange 9a at the point s * forms a gap in relation to the concrete casing 2 or the reinforcement inserts 2g, 2g- '. During this first radial partial movement, the radial tendons 6 of the partial braces B 1, B 2 are first stretched by the amount of the protrusion S ^. The resulting tensile force in the radial tendons acts via the cladding tubes 9 on the pressure vessel 1 and can be measured with the aid of load cells 6Λ. During the further stretching movement, the crossheads 6c with the radial tendons 6 and 6 'are also displaced radially, so that in the course of this second radial partial movement the tensile stress in the radial tendons of the partial braces Bi, B2 can no longer increase. In this way, the defined pressing force, which is exerted by the cladding tube 9 via the associated pressure body 4 on the nozzle area te of the pressure vessel 1, is retained. The cladding tubes 9 are centered on the inner circumference of wall rings 10 and supported in their axial direction, the reinforcing insert 2g ', which is arranged in the region of the flange 9a of the cladding tube 9 and encompasses the cladding tube 9, being referred to as a wall ring. These wall rings 10 and 2g ' are embedded in the concrete casing 2. They also serve as a reinforcement insert to absorb stress peaks that occur during the production of the concrete shell using the radial tensioning process. 11 in FIG. 2 also designates emergency cooling lines which, like the main coolant lines 5, open into the interior of the pressure vessel 1. The pressure bodies 3 and possibly also the filling bodies 8 are preferably made of sheet metal so that any abrasion cannot penetrate to the outside into the cooling circuit, the sheet metal coating of the pressure body 3 (not shown) being connected in a suitable manner with the steel pipes of the cooling channels 3c in a sealing manner. The filling bodies 8 not only fill the annular spaces 7 in a loose stack, but also serve to support the annular clamping bundles 4a during their assembly.

Im folgenden sei kurz der Bauvorgang des radialen Berstschutzes unter Zugrundelegung einer radialen Dehnungsbehinderung des Druckbehälters 1 von 2 mm erläutert. Dabei wird davon ausgegangen, daß der Betonmantel 2 bereits fertiggestellt ist, wobei in genauen Positionen in Ebenen von etwa 40 cm axialem Abstand, Hüllrohre 12 (vgl. F i g. 1) für die Radialspannglieder 6 eingebaut sind. Die vorgefertigten Ringspannbündel 4a werden nacheinander unter Zwischenfügung der Füllkörper 8 am Innenumfang des Betonmantels 2 übereinander gestapelt, d. h. eingehoben. Durch die Hüllrohre 12 im Betonmantel 2 werden die Radialspannglieder 6 gefädelt und jeweils gegen das zugehörige Querhaupt 6c verschraubt. Die Geometrie der Querhäupter 6c ist so gewählt, daß die Spanngliedverankerung 6g nicht über die Innenoberfläche der Querhäupter hinaussteht und daß alle Ringspannbündel 4a unter Zwischenfügung der Füllkörper 8 aufeinanderliegen. Parallel zu diesen Arbeiten können auf der Außenseite des Berstschutzes bzw. des Betonmantels 2 die Muttern 6a der Radialspannglieder, die als Stahlstäbe ausgebildet sind, gegen die Verankerung gedreht werden, ohne die Radialspannglieder 6 zu dehnen. Damit wird ein über den Umfang mittlerer Abstand zwischen dem jeweiligen Ringspannbündel 4a und der Betonoberfläche meßbar und justierbar, der gemäß Fig.5a 11,5mm beträgt. F i g. 5a zeigt eine Vorstufe der vorerwähnten Montage, bei der die Radialspannglieder 6 noch nicht an den Querhäuptern verankert sind. Im Montagezustand nach dem mechanischen Vorspannen der Radialspannglieder nach F i g. 5b wird nun der Druckbehälter 1 eingehoben. Anschließend erfolgt gemäß F i g. 5c die Montage des Wärmedämm-Kühlspaltes. d.h. das Einfügen der Druckkörper 3. Hierbei werden die Druckkörper 3 mit einem Spiel von 9 mm zum Druckbehälter 1 gegen die Querhäupter 6c geschoben. Dieses Spiel kann bei einer Plustoleranz mit Einzelblechen vor dem jeweiligen Querhaupt 6c eingestellt werden; bei einer Minus-Toleranz besteht die Möglichkeit, das entsprechende Ringspannbündel 4a über die Radialspannglieder 6 aufzuweiten. Die Höhe eines Druckkörpers 3 entspricht der des zugehörigen Querhaupts 6c, um eine definierte Beanspruchung der Druckkörper 3 zu gewährleisten.In the following, the construction process of the radial burst protection is briefly explained on the basis of a radial expansion restriction of the pressure vessel 1 of 2 mm. It is assumed that the concrete jacket 2 has already been completed, with cladding tubes 12 (cf. FIG. 1) for the radial tendons 6 being installed in precise positions in planes with an axial distance of about 40 cm. The prefabricated ring tension bundles 4a are successively stacked on top of one another with the interposition of the filling bodies 8 on the inner circumference of the concrete casing 2, ie lifted into place. The radial tendons 6 are threaded through the cladding tubes 12 in the concrete jacket 2 and each screwed against the associated crosshead 6c. The geometry of the crossheads 6c is chosen so that the tendon anchorage 6g does not protrude beyond the inner surface of the crossheads and that all the ring tensioning bundles 4a lie on top of one another with the filling bodies 8 interposed. Parallel to this work, the nuts 6a of the radial tendons, which are designed as steel rods, can be rotated against the anchorage on the outside of the burst protection or the concrete jacket 2 without stretching the radial tendons 6. A mean distance over the circumference between the respective ring clamping bundle 4a and the concrete surface can thus be measured and adjusted, which according to FIG. 5a is 11.5 mm. F i g. 5a shows a preliminary stage of the aforementioned assembly, in which the radial tendons 6 are not yet anchored to the crossheads. In the assembled state after the mechanical prestressing of the radial tendons according to FIG. 5b, the pressure vessel 1 is now lifted. This is followed by FIG. 5c the assembly of the thermal insulation cooling gap. ie the insertion of the pressure bodies 3. Here, the pressure bodies 3 are pushed against the crossheads 6c with a clearance of 9 mm relative to the pressure vessel 1. This game can be adjusted with a plus tolerance with individual sheets in front of the respective crosshead 6c; In the case of a minus tolerance, there is the possibility of expanding the corresponding ring tensioning bundle 4a via the radial tensioning members 6. The height of a pressure body 3 corresponds to that of the associated crosshead 6c in order to ensure a defined stress on the pressure body 3.

Wird nach der vorbeschriebenen Montage der Reaktordruckbehälter 1 auf Druck und Temperatur gebracht, so erfährt er eine radiale Dehnung von im dargestellten Ausführungsbeispiel 11 mm. Das freie Spiel von 9 mm wird überbrückt, und die Ringspannbündel 4a werden radial um weitere 2 mm gedehnt, wodurch der Druckbehälter 1 eine rotationssymmetrische Vorspannung erhält. Bei diesem Dehnvorgang werden die Druckkörper 3 ebenfalls um 2 mm verschoben (siehe Fig.5d). Diese Aufweitung der Ringspannbündel 4a bewirkt in den Radialspanngliedern 6 einen definierten Abfall der vorhandenen Zugkraft. Mit Hilfe der Kraftmeßdosen 6Λ an den äußeren Verankerungen läßt sich nun der rechnerische Betrag der Kraft kontrollieren und überwachen.After the assembly described above, the reactor pressure vessel 1 is subject to pressure and temperature brought, it experiences a radial expansion of 11 mm in the illustrated embodiment. The free Play of 9 mm is bridged, and the ring clamping bundles 4a are expanded radially by a further 2 mm, whereby the pressure vessel 1 receives a rotationally symmetrical bias. During this stretching process the pressure hulls 3 are also shifted by 2 mm (see Fig. 5d). This expansion of the Ring tensioning bundle 4a causes a defined decrease of the existing ones in the radial tensioning members 6 Traction. With the help of the load cells 6Λ on the outer anchorages, the arithmetic Control and monitor the amount of force.

Der Spannvorgang im Bereich des Teilverbandes B1, B 2 erfolgt wie oben bereits erläutert.The tensioning process in the area of the partial association B 1, B 2 takes place as already explained above.

F i g. 5e zeigt einen Sonderfall des radialen Berstschutzes, der darstellt, daß irgendein Vorspannungszustand des Druckbehälters nach einer beliebigen Betriebszeit aufgehoben werden kann, indem durch nachträgliches Anspannen der Radialspannglieder die Stauchung des Druckbehälter aufgehoben wird. DieF i g. Figure 5e shows a special case of the radial burst protection which represents that some preload condition of the pressure vessel can be canceled after any operating time by subsequent tensioning of the radial tendons the compression of the pressure vessel is canceled. the

Radial- und Umfangsspannung der Beton.struktur werden dadurch erhöht. Bei diesem Sonderfall ist die Spaltweite s_rio gleich oder größer Null. Bevorzugt wird jedoch mit einer Nullweg-Berstsicherung gearbeitet (Spalt Srio = 0) oder mit einer zumindest teilweisen Entlastung des Druckbehälters 1 hinsichtlich seiner Umfangszugspannung aufgrund der schon geschilderten radialen Dehnungsbehinderung. Eine Vergrößerung derThis increases the radial and circumferential stresses of the concrete structure. In this special case, the gap width s _r io is equal to or greater than zero. However, it is preferred to work with a zero-travel burst protection (gap Srio = 0) or with at least partial relief of the pressure vessel 1 with regard to its circumferential tensile stress due to the radial expansion restriction already described. An enlargement of the

Druckbehältervorspannung ist in F i g. 5f dargestellt, wo durch nachträgliches Ablassen der Radialspannglieder 6 im v'eigleich zu Fig.5d der Spalt «cm biologischen Schild zu den Ringspannbündeln 4a von 4,5 auf 5 mn. vergrößert ist, wodurch eine Umlagerung eines Teils der im Betonmantel 2 vorhandenen Druckspannung auf den Druckbehälter 1 erfolgt.Pressure vessel preload is shown in FIG. 5f shown, where by subsequent lowering of the radial tendons 6 in comparison to Fig. 5d, the gap cm biological Shield to the ring tension bundles 4a from 4.5 to 5 mn. is enlarged, whereby a redistribution of part of the compressive stress present in the concrete shell 2 on the Pressure vessel 1 takes place.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Radial burst protection for pressure vessels surrounded by a reinforced concrete jacket, in particular for reactor pressure vessels, with heat-insulating pressure bodies distributed over the surface to be protected against bursting, which are distributed both in the circumferential direction and axially parallel around the pressure vessel, and with ring tendons in the form of steel wires, rods or bands which run concentrically to the longitudinal axis of the container and encircle the pressure bodies, the radial pressure forces of the pressure bodies which they exert on the container wall in the operating state can be generated by tensioning the ring tendons, characterized in that acting on the ring tendons (4), Radial tendons (6, 6 ') penetrating the concrete shell (2) and externally tensionable are provided and that the radial forces of the pressure bodies (3) by adjusting the elongation of the radial tendons (6, 6') and thus the tensile prestressing of the ring tendons (4) are adjustable and / or that the stretch steep, which the ring tendons (4) experience in addition to the expansion already applied by means of the radial tension members (6, 6 ') due to the radial expansion of the pressure vessel (1) during operation, can be canceled by additional mechanical expansion of the radial tendons (6, 6') .

2. Burst device according to claim 1, characterized in that in the installed state by subsequent mechanical increase or decrease of the tensile forces of the radial tendons (6.6 ') the previously existing stress state of the pressure vessel (1) to be protected can be changed.

3. Burst protection castle according to claim 1 or 2, characterized in that the sum of all by assembly or mechanical expansion created gap widths between the pressure vessel (1) and the King tendons (4) is greater than the radial expansion of the pressure vessel (1), which he experiences when he is from cold state is brought to operating temperature and pressure starting from.

4. Burst device according to one of claims 1 to

3, characterized in that the radial tendons (6, 6 ') are at least partially provided with load cells (6h) on which the tensile force of the radial tendons (6, 6') increases the ring force of the ring tendons (4, 4 ') and thus the circumferential stress of the reactor pressure vessel (1) can also be read off.

5. Burst device according to one of claims 1 to

4, characterized in that the pressure bodies (3) consist of stackable insulating concrete segments.

6. Burst device according to one of claims 1 to

5, characterized in that the pressure bodies (3) are designed as insulating concrete segments which have both a thermal insulation zone (3a) close to the container and a cooling zone (3b) remote from the container, the cooling zone (36.1 being traversed by cooling air ducts (3c)).

7. Burst device according to claim 6, characterized in that the pressure bodies (3) are provided with molded-in axial cooling channels (3c), preferably multilayered, which are aligned with one another when stacked one on top of the other.

8. Burst device according to one of claims 1 to

7, characterized in that the radial tension members (6, 6 ') are each provided with transverse heads (6c) at their inner ends and the latter are arranged on the outer circumference of the pressure bodies (3).

9. Burst device according to claim 8, characterized in that from the inner circumference of the concrete jacket (2), from the outer circumference of the crossheads (6c) and from the ring tendon layers (4) bounded annular chambers (7) with suitable for pressure transmission fillers (8), preferably with insulating concrete segment stones, are loosely filled, with the segment stones serving as an assembly aid for the ring tendon layers by alternately one segment stone and one ring tendon layer can be stacked on top of one another.

10. Burst device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the main coolant lines (5) surrounding and the reinforced concrete jacket (2) penetrating ducts (9) in a partial association (Bt, B 2) of the ring and radial tendons (4 ' , 6 ') are included and to this end with a container remote Hüllrohrflansch (SSA), an abutment for one end with its other end to the ring clamping members (4' form attacking) of the relevant part Association (Bi, B2) radial clamping members (6 '), wherein the casing tube end (9b) close to the container has a radial protrusion Ar over the crossheads (6c ) towards the container wall (ib) , and the thermally expanding container (1) first moves the casing tube (9) by Δτ while tensioning the subassembly (Bi, B2) and thus the radial tension of the container nozzle area shifts and with further thermal expansion of the container (1) the crossheads (6c) of the pressure hulls (3) and the other radial and ring tendons (6, 4) can be tensioned without increasing the tensile force in the radial tendons (6 ') of the sub-structure (Bi, B2).

11. Burst device according to claim 10, characterized in that the ducts (9) by im Concrete casing (2) embedded wall rings (10) are centered and guided.