DE2650417B2

DE2650417B2 - Stoßdämpfer

Info

Publication number: DE2650417B2
Application number: DE19762650417
Authority: DE
Inventors: Max Dipl.-Ing. 8521 Uttenreuth Heller; Erich 8521 Marloffstein Kaetscher; Hans-Peter Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Schabert; Robert 8521 Uttenreuth Weber
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1976-11-03
Filing date: 1976-11-03
Publication date: 1978-10-12
Also published as: DE2650417C3; ES463815A1; BR7707298A; JPS5357397A; DE2650417A1; CH623161A5

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoßdämpfer für einen in ein Wasser enthaltendes Becken abstürzenden Brennelement-Transportbehälter, wobei der Stoßdämpfer aus einer energieverzehrenden, am Boden des Beckens angeordneten Vorrichtung und aus einem diese nach oben abdeckenden Zwischenboden besteht. Ein derartiger Stoßdämpfer ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 22 53 232 bekannt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Aufgabe, den Stoßdämpfer so zu verbessern, daß die Stoßkräfte auf einen für die Bodenkonstruktion erträglichen Wert begrenzt werden; denn beim Abstürzen eines Brennelement-Transportbehälters, das zwar bisher noch nie vorgekommen ist, aber von den Sicherheitsbehörden neuerdings als Unfall in Betracht gezogen wird, können Stoßkräfte im Bereich von 000 t auftreten.

Nach der Erfindung ist vorgesehen, daß der Zwischenboden mit Abstand zu der energieverzehrenden Vorrichtung an der Beckenwand wasserdicht befestigt ist und daß ein Sollbruch dieser Befestigung bei einer Kraft erfolgt, die über der Summe der Gewichte des auf dem Zwischenboden lastenden Wassers und des Brennelement-Transportbehälters liegt, die aber nicht größer als die größte bei der Stauchung der energieverzehrenden Vorrichtung auftretenden Kraft ist.

Bei der Erfindung ist die energieverzehrende Vorrichtung im Normalbetrieb ohne Belastung, da der Transportbehälter auf dem Zwischenboden aufsitzt. Außerdem wird die energieverzehrende Vorrichtung mit Hilfe des Zwischenbodens wasserfrei gehalten, so daß ihre Wirkung nicht durch Wasser beeinträchtigt wird, das bei ihrer Verformung verdrängt werden müßte. Durch den Abstand zwischen dem Zwischenboden und der energieverzehrenden Vorrichtung ist ferner

ίο dafür gesorgt, daß sich die Kräfte, die beim Wirken der Vorrichtung auftreten, nicht gleichzeitig zu den Kräften addieren, die zum Lösen des Zwischenbodens aufgebracht werden. Es ergibt sich also eine zeitlich verschobene Kraftfolge ohne große Kraftspitzen.

Vorzugsweise ist die Sollbruchstelle derart ausgebildet, daß sie zusätzlich zu dem Gewicht des Brennelement-Transportbehälters und der Wasserfüllung des Beckens der Druckweüe gewachsen ist, die beim Auftreffen des abstürzenden Behälters auf die Wasseroberfläche oder beim schnellen Absinken des Behälters im Wasser entsteht. Die Befestigung kann bei solchen Druckstößen, die kurzzeitig, d. h. für Millisekunden auch über der statischen Belastbarkeit liegen können, elastisch oder sogar plastisch nachgeben.

Dem Zwischenboden können Führungsleisten an der Wand des Beckens zugeordnet sein. Damit kann man erreichen, daß der Zwischenboden ohne Verkanten oder Verklemmen nachgibt, wenn die Befestigung nach einem Absturz des Brennelement-Transportbehälters gebrochen ist.

Unterhalb des Zwischenbodens kann eine Wasserlekkageüberwachung vorgesehen sein, die die Dichtigkeit im Bereich der energieverzehrenden Vorrichtung zu überwachen gestattet.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der F i g. 1 und 2 ein erstes Ausführungsbeispiel beschrieben; die Fig. 1 und 2 zeigen in einem Längsschnitt und einer Draufsicht das von Betonwänden begrenzte wassergefüllte Becken für einen Brennelement-Transportbehälter, im Reaktorgebäude einer Kernreaktoranlage mit einem Druckwasser-Leistungsreaktor. Die F i g. 3 zeigt in einem Ausschnitt ein zweites Ausführungsbeispiel.
Mit 1 ist die Wandung des Beckens 2 bezeichnet, in dem der gestrichelt gezeichnete Brennelement-Transportbehälter 3 abgestellt wird, wenn Brennelemente anoder abtransportiert werden. Das Becken 2 hat, wie Fig.2 zeigt, einen achteckigen Querschnitt, während der Behälter 3 zylindrisch ist. Der Durchmesser des Behälters 3 beträgt größenordnungsmäßig 2,50 m, die Flachkantabmessung des Beckens 3 m.

An der aus Beton bestehenden Bodenwand 1 ist ca. 8 m über dem mit 5 bezeichneten Boden des Beckens 2 ein Zwischenboden 6 so befestigt, daß er mindestens für das Gewicht des Behälters 3 von etwa 100 t und einer darüber stehenden Wassersäule von etwa 15 m Höhe ausgelegt ist, die weitere 1001 wiegt. Der Zwischenboden 6 besteht aus einer oberen Platte 7, einer unteren Platte 8 und dazwischenliegenden Profilträgern 9, Profilträgern 9, die mit beiden Platten 7, 8 verbunden, vorzugsweise verschweißt, sind.

Der Zwischenboden 6 sitzt mit seiner Unterseite auf einem achteckigen Ring 10, der das in Fig. 1 dargestellte L-Profil hat und der an dem Schenkel 11 mit Hilfe von Scherschrauben 12 an der Beckenwand befestigt ist. Die Scherschrauben 12 bilden eine Sollbruchstelle mit eine · Bruchlast von 500 t. Sie greifen in Buchsen 13. die ihrerseits in einem mit dem Beton der

Beckenwand 1 fest verbundenen, im Querschnitt achteckigen Rohrstück 15 angeordnet sind. Das Rohrstück 15 ist mit einer Vielzahl von Haken 16 im Beton der Beckenwand 1 verankert. Es kann außerdem mit horizontal angeordneten Platten 17 und 'J8 versehen sein, um die Steifigkeit und Abstützung im Beton zu verbessern.

Unterhalb des Zwischenbodens 6 ist eine energieverzehrende Vorrichtung 20 angeordnet, die aus kreuzweise geschichteten Aluminium-Rohren 21 und U-Profilstäben 22 besteht, die ebenfalls aus Aluminium bestehen und zwischen den Rohren 21 angeordnet sind. Auf die Oberseite der energieverzehrenden Vorrichtung 20 ist eine feste Eisenplatte 24 aufgesetzt, die für eine gleichmäßige Kraftoinleitung sorgt. Eine gleiche Platte 25 übernimmt die Abstützung gegenüber dem Boden 5.

Zwischen der Platte 24 und der Unterseite 27 des Zwischenbodens 6 ist ein Spalt 5 gelassen, der beim Ausiührungsbeispiel etwa 50 mm beträgt. Die zum Abreißen der Scherschrauben 12 notwendige Bewegung des Zwischenbodens beträgt höchstens 30 mm. fm Normalbetrieb ist die Vorrichtung 20 demnach kräftefrei, denn das Gewicht des Behälters 3 wird vom Zwischenboden 6 aufgenommen.

Das Behälterbecken 2 besitzt oberhalb des Zwischenbodens 6 eine Blechauskleidung 28 aus nichtrostendem Stahl. Diese endet unten an einem U-Profileisen 29, das in den Beton der Beckenwand 1 eingelassen ist. Dort ist ein im Querschnitt achteckiger Blechring 30 angeschweißt, der den Übergang zu einer Blechplatte 31 oberhalb des Zwischenbodens 6 ergibt. Damit entsteht ein wasserdichter Abschluß des Raumes 33 oberhalb des Zwischenbodens 6 gegenüber dem darunterliegenden Raum 34, in dem die energieverzehrende Vorrichtung 20 wasserfrei angeordnet ist. Die Wasserfreiheit kann durch eine Leckageüberwachungseinrichtung kontrolliert werden. Dazu gehört eine ringförmige Rinne 35, an die ein Ablaufrohr 36 angeschlossen ist, das zu einer nicht weiter dargestellten Meßeinrichtung führt.

Nach dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Zwischenboden 6 auch mit Zugschrauben 38 als Sollbruchstelle aufgehängt werden, die bekanntlieh in ihrer Bruchfestigkeit besonders genau bemessen werden können. Die Zugschrauben 38 sind von oben in Brücken 39 eingeschraubt, die in ihrem mittleren Bereich von einem am Rohrstück 15 befestigten Winkel 40 getragen werden. Mit ihrem unteren Bereich greifen die Schrauben 38 in einen den Zwischenboden 6 tragenden Ring 41.

Der Behälter 3 sitzt im Normalbetrieb auf dem Zwischenboden 6 auf, so daß die energieverzehrende Vorrichtung 20 unbelastet ist. Sollte der Behälter jedoch im Bereich des Beckens 2 abstürzen, so öffnet die beim Auftreffen des Behälters auf den Zwischenboden 6 wirksam werdende Kraft die z. B. für 5001 ausgelegten Sollbruchstellen der Befestigung. Dies geschieht, bevor der Zwischenboden den Spalt 5 überwindet. Danach

2ü wird die energieverzehrende Vorrichtung 20 wirksam. Sie verformt sich, wobei der Zwischenboden 6 bei seinem Weg nach unten durch Führungsleisten 42 in den Ecken 43 des Beckens 2 gegen Verkanten gesichert werden kann. Mit der Verformungsarbeit wird der Behälter 3 abgebremst. Die dabei entstehenden Kräfte betragen mit etwa 1000 t nur ¹Ao der sonst zu erwartenden Belastung. Sie liegen zeitlich nach der gegebenenfalls auftretenden Druckwelle im Wasser, die für wenige Millisekunden eine Kraft von ca. 700 t auf

JO den Zwischenboden 6 ausüben kann, und der Öffnungskraft an der Sollbruchstelle. Durch geeignete Dimensionierung der Spalte zwischen Zwischenboden und Beckenwand kann die Bremswirkung durch die verdrängte und nach oben ausströmende Luft mit zur Stoßdämpfung herangezogen werden.

Anstatt der Aluminiumrohre 21 können auch Stahlrohre, Stahlträger oder Platten aus Aluminium-Schwamm verwendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Stoßdämpfer für einen in ein Wasser enthaltendes Becken abstürzenden Brennelement-Transportbehälter, wobei der Stoßdämpfer aus einer energieverzehrenden, am Boden des Beckens angeordneten Vorrichtung und aus einem diese nach oben abdeckenden Zwischenboden besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenboden (6) mit Abstand zu der energieverzehrenden Vorrichtung (20) an der Beckenwand (1) wasserdicht befestigt ist und daß ein Sollbruch dieser Befestigung (12; 38) bei einer Kraft erfolgt, die über der Summe der Gewichte des auf dem Zwischenboden (6) lastenden Wassers und des Brennelement-Transportbehälters (3) liegt, die aber nicht größer als die größte bei der Stauchung der enorgieverzehrtnden Vorrichtung auftretenden Kraft ist.

2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstelle (12; 38) derart ausgebildet ist, daß sie zusätzlich zu dem Gewicht des auf dem Zwischenboden (6) lastenden Wassers und dem Gewicht des Behälters (3) der Druckwelle im Wasser gewachsen ist, die beim Auftreffen des abstürzenden Behälters (3) auf die Wasseroberfläche des Beckens (2) oder beim schnellen Absinken des Behälters (3) im Wasser des Beckens (2) entsteht.

3. Stoßdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zwischenboden (6) Führungsleisten (42) an der Wand (1) des Beckens (2) zugeordnet sind.

4. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Zwischenbodens (6) eine Wasserleckageüberwachung (35; 36) vorgesehen ist.