DE2729976A1

DE2729976A1 - Deckelkonstruktion fuer kernreaktorbehaelter

Info

Publication number: DE2729976A1
Application number: DE19772729976
Authority: DE
Inventors: John Garin
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1976-08-13
Filing date: 1977-07-02
Publication date: 1978-02-16
Also published as: JPS5322983A; US4078969A; GB1550500A; JPS6057559B2; FR2361719B1; FR2361719A1

Description

PATENTANWALT I

Din. ικο. Κ. IIOLSEB

IELi FB - ETIiAt.f,K 14

8900 AUGSISUKO telefon β] β«? η

TRLRX 533 202 fttcl 6

W. 869

Augsburg, den 29. Juni 1977

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

Deckelkonstruktion für Kernreaktorbehälter

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Die Erfindung betrifft eine Deckelkonstruktion für Kernreaktorbehälter nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Dabei bezieht sich die Erfindung auf die Abdichtung des Ringspalts zwischen jeweils zwei mittels einer Tragringanordnung ineinander angeordneten, im wesentlichen zylindrischen und relativ zueinander drehbaren Verschlußplatten.

Kernreaktoren weisen einen Reaktorbehälter auf, in welchem Brennelemente angeordnet sind und der mit einem Kühlmitteleinlaß und einem KUhlmittelauslaß zur Zirkulation eines mit den Brennelementen in Wärmeaustausch stehenden Kühlmittels versehen ist. Der Reaktorbehälter ist oben durch einen Behälterdeckel abgeschlossen.

Bei manchen Deckelkonstruktionen enthält der Behälterdeckel eine oder mehrere drehbare Verschlußplatten, die unterschiedliche Größen besitzen und exzentrisch ineinander angeordnet sind. Diese drehbaren Verschlußplatten haben hauptsächlich zwei Funktionen, nämlich einerseits den Abschluß des Reaktorinneren und andererseits die Halterung von Brennstofferneuerungsvorrichtungen. Durch Drehung der einzelnen Verschlußplatten können die

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Brennstofferneuerungsvorrichtungen mit Bezug auf die einzelnen Brennelemente im Reaktorbehälter ausgerichtet werden, wodurch der Brennstofferneuerungsvorgang erleichtert wird. Da die Verschlußplatten relativ zueinander drehbar sein müssen, sind sie so angeordnet, daß sie zwischen sich jeweils einen Ringspalt bilden. Dieser die Drehbarkeit der Verschlußplatten ermöglichende Ringspalt stellt natürlich auch einen Pfad für den Austritt radioaktiver Teilchen aus dem Reaktorbehälter dar. Demgemäß sind an verschiedenen Stellen innerhalb des Ringspalts Dichtungen vorgesehen, um einen Austritt radioaktiver Teilchen zu verhindern.

Die Dichtungen dienen auch dazu, ein Eindringen von Sauerstoff aus der Außenluft durch den Ringspalt hindurch in den Reaktorbehälter und zum Kühlmittel zu verhindern, bei welchem es sich bei schnellen Brutreaktoren um flüssiges Natrium handeln kann, da eine Berührung von flüssigem Natrium mit Sauerstoff zu einer sehr heftigen Reaktion führt. Ferner ist, um ein Eindringen von Sauerstoff in den Reaktorbehälter zu verhindern, der zwischen dem Kühlmittelspiegel im Reaktorbehälter und der Behälterdeckelunterseite befindliche Raum mit einem Deckgas ausgefüllt, das auch den Ringspalt bis zu den Dichtungen ausfüllt.

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Eine bekannte Bauart einer Behälterdeckeldichtung ist die Flüssigkeitstauchdichtung. Bei dieser Dichtungsbauart verläuft der Ringspalt zwischen benachbarten Behälterdeckelteilen so, daß er eine Mulde bildet. Diese Mulde ist mit einer Flüssigkeit, beispielsweise flüssigem Natrium, gefüllt, wodurch der Ringspalt in zwei Abschnitte unterteilt wird, nämlich einen oberhalb der Flüssigkeit und einen unterhalb der Flüssigkeit gelegenen Abschnitt. Das innerhalb des Reaktorbehälters befindliche, radioaktive Teilchen enthaltende Deckgas erstreckt sich dann von der KUhlmitteloberfläche aus nach oben durch den Ringspalt hindurch bis zum flüssigen Natrium in der Flüssigkeitsdichtung. Unter normalen Bedingungen bildet die Flüssigkeitsdichtung eine wirksame Abdichtung gegen ein Herauswandern von Deckgas aus dem Ringspalt und gegen ein Hineinwandern von Sauerstoff in den Reaktorbehälter und ermöglicht gleichzeitig eine relative Drehung der Verschlußplatten des Behälterdeckels. Unter den Bedingungen eines Unfalls mit Bersten des Reaktorkerns könnte jedoch die Expansion des Kühlmittels das Deckgas so heftig durch den Ringspalt nach oben drängen, daß das Deckgas das flüssige Natrium aus der Flüssigkeitsdichtung heraus gegen weitere Dichtungen und Lager treiben könnte, die sich oberhalb der Flüssigkeitsdichtung im Ringspalt befinden. Dadurch würde unter

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diesen angenommenen Bedingungen die Flüssigkeitsdichtung unwirksam.

Eine weitere bekannte Bauart einer Behälterdeckeldichtung ist die aufblasbare Dichtung, wobei bei dieser Bauart eine einzige oder mehrere aufblasbare Dichtungen hintereinander im Ringspalt angeordnet sind. Während der Brennstofferneuerung werden die aufblasbaren Dichtungen etwas entlüftet, um eine leichtere Drehbarkeit der Verschlußplatten des Behälterdeckels zu ermöglichen, während hingegen im normalen Reaktorbetrieb die Dichtungen voll aufgeblasen sind, um ihre Abdichtwirkung zu steigern. Diese aufblasbaren Dichtungen sind zwar unter normalen Bedingungen wirksam, jedoch wird ihre Wirksamkeit unter den Bedingungen eines angenommenen Unfalls mit Bersten des Reaktorkerns manchmal in Frage gestellt.

Weitere bekannte Bauarten von Dichtungen wie beispielsweise 0-Ringe, Balgdichtungen usw. lassen eine ungehinderte Drehung der Verschlußplatten nicht zu.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Deckelkonstruktion der eingangs genannten Art mit einer Dichtungsanordnung zu versehen, die auch bei einem breiten Spalt eine gute Abdichtungsfähigkeit

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während des Reaktorbetriebs besitzt, jedoch während Wartungs- und Brennstofferneuerungsarbeiten eine ungehinderte Drehung der Verscniußplatten ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebene Anordnung gelöst.

Das flexible metallene Dichtungsteil kann mit Radialschlitzen versehen sein, die diesem Dichtungsteil eine bessere Dehnungs- bzw. Zusammenziehungsfähigkeit ohne Entwicklung unzulässiger Spannungen verleihen. Zur Erzielung einer guten Abdichtungsfähigkeit ist dann ein Elastomerüberzug auf den metallenen üichtungsteil aufgebracht, der die Radialschlitze überdeckt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit bezug auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Kernreaktor, bei welchem die Erfindung Anwendung findet,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Tragringanordnung,

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Fig. 3 einen Ausschnitt der Tragringanordnung mit einer Dichtungsanordnung nach der Erfindung, wobei diese in ihrer unwirksamen Stellung gezeigt ist,

Fig. 4 eine Darstellung ähnlich Fig. 3

mit in der wirksamen Stellung befindlicher Dichtungsanordnung,

Fig. 5 eine Draufsicht auf das flexible metallene Dichtungsteil mit den Radialschlitzen,

Fig. 6 eine Draufsicht auf eine mechanische Spannvorrichtung,

Fig. 7 eine abgewandelte Befestigungsmöglichkeit des Betätigungsmechanismus am flexiblen Dichtungsteil, und

Fig. 8 eine Draufsicht auf den in Fig. gezeigten Kernreaktor.

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Gemäß Pig. 1 ist in einem Reaktorbehälter l4 ein Reaktorkern 10 angeordnet, der wärmeerzeugende Brennelemente 12 enthält. Der Reaktorbehälter 14 weist einen Kühlmitteleinlaß 16 und einen Kühlmittelauslaß 18 zur Zirkulierung eines Kühlmittels 20 auf, das mit den Brennelementen 12 in Wärmeaustausch steht. Das Kühlmittel 20, bei welchem es sich bei einem schnellen Brutreaktor um flüssiges Natrium handeln kann, füllt den Reaktobehälter 14 bis zu einem Pegel 22 aus. Oben ist der Reaktorbehälter 14 durch einen Behälterdeckel verschlossen, der sich aus einem feststehenden äußeren Ring 24, einer großen drehbaren Verschlußplatte 26, einer mittleren drehbaren Verschlußplatte 28 und einer kleinen drehbaren Verschlußplatte 30 zusammensetzt. Der feststehende äußere Ring 24 ist mittels Schrauben 32 oder dergl. am Reaktobehälter befestigt.

Die große drehbare Verschlußplatte 26 ist über eine große Tragringanordnung 34 auf dem feststehenden äußeren Ring 24 abgestützt. Der Außenumfang der großen Verschlußplatte 26 bildet zusammen mit dem Innenumfang des äußeren Ringes 24 einen dazwischenliegenden Ringspalt 36. Die große Tragringanordnung 34, welche Lager, Dichtungen und einen nicht dargestellten Drehantrieb zum Drehen der Verschlußplatte aufweist, ermöglicht eine

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relative Drehung der großen Verschlußplatte 26 mit Bezug auf den äußeren Ring 24 unter Beibehaltung eines strömungsmitteldichten Abschlusses des Reaktorbehälterinneren gegen die äußere Umgebung. Außerdem hält die Tragringanordnung 3** die Lager, die Dichtungen und den Drehantriebsmechanismus von der heißen Oberfläche der großen Verschlußplatte 26 entfernt und folglich in einer kühleren Arbeitsumgebung, so daß eine breitere Auswahlmöglichkeit für die Werkstoffe der Lager, der Dichtungen und des Antriebsmechanismus gegeben ist.

Wie weiter aus Fig. 1 hervorgeht, ist die mittlere drehbare Verschlußplatte 28 exzentrisch in der großen Verschlußplatte 28 angeordnet und mittels einer mittleren Tragringanordnung 38 auf der Verschlußplatte 26 abgestützt. Zwischen den Verschlußplatten 28 und 26 ist wiederum ein Ringspalt 40 gebildet. In ähnlicher Weise ist die kleine drehbare Verschlußplatte 30 exzentrisch in der mittleren Verschlußplatte 28 angeordnet und auf dieser mittels einer kleinen Tragringanordnung 42 wiederum unter Bildung eines Ringspalts 44 abgestützt. Außerdem ist in der kleinen drehbaren Verschlußplatte eine Durchführungsvorrichtung 46 vorgesehen, die das Reaktorbehälterinnere für eine nicht dargestellte Transfermaschine zugänglich macht. Bei der Brennstofferneu-

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erung wird in die Bohrung der Durchführungsvorrichtung eine Transfermaschine bekannter Bauart eingesetzt, die sodann durch kombinierte Drehungen der drei drehbaren Verschlußplatten 26, 28 und 30 mit Bezug auf jedes beliebige Brennelement 12 im Reaktorkern 10 ausgerichtet werden kann. Die Transfermaschine kann dann in bekannter Weise das jeweils gewählte Brennelement aus dem Reaktorkern herausnehmen und durch ein frisches Brennelement ersetzen.

Handelt es sich beim Kühlmittel 20 um flüssiges Natrium, wie es bei flüssigmetallgekühlten schnellen Brutreaktoren der Fall ist, ist es erforderlich, eine Berührung des flüssigen Natriums mit Sauerstoff zu vermeiden, da eine solche Berührung zu einer heftigen Reaktion führen würde. Dazu ist der Raum zwischen der Behälterdeckelunterseite und dem Kühlmittelpegel 22 mit einem Deckgas 48, beispielsweise Argon, ausgefüllt. Dieses Deckgas 48 füllt nicht nur den Deckgasraum zwischen der Deckelunterseite und dem Kühlmittelpegel 22, sondern auch die Ringspalte 36, 40 und 44 aus. Das Deckgas 48, das eine Berührung des Kühlmittels 20 mit Sauerstoff verhindert, ist jedoch einer Bestrahlung durch den Reaktorkern ausgesetzt und wird deshalb selbst mit radioaktiven Teilchen kontaminiert. Es ist deshalb

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notwendig, das Deckgas 48 zwischen dem Reaktorbehälter und einer Reinigungsstelle zu zirkulieren, in welch letzterer der größte Teil der radioaktiven Teilchen in bekannter Weise abgeschieden wird. Wie bereits eingangs erwähnt, ist es trotzdem notwendig ein Auslecken des Deckgases 48 durch die Ringspalte 46, 40 und 44 und die im Behälterdeckel befindlichen Dichtungen aus dem Reaktorbehälter heraus zu verhindern.

Fig. 2 zeigt eine typische Konstruktion einer Tragringanordnung, wie sie für die Tragringanordnungen 34, 38 und 42 Anwendung findet. Die Ringspalte 46, 40 und 44 sind in Fig. 2 durch einen typischen Ringspalt dargestellt, der in zwei Abschnitte 50 und 52 unterteilt ist. Der untere Ringspaltabschnitt 50 ist durch eine als Tauchdichtung ausgebildete Flüssigkeitsdichtung 54, die einer bekannten Bauart angehören und beispielsweise flüssiges Natrium enthalten kann, vom oberen Ringspaltabschnitt 52 getrennt. Das Deckgas 48 füllt den unteren Ringspaltabschnitt 50 bis zur Flüssigkeitsoberfläche 56 der Tauchdichtung aus. Das flüssige Natrium in der Tauchdichtung 54 verhindert, daß kontaminiertes Deckgas 48 aus dem unteren Ringspaltabschnitt 50 in den oberen Ringspaltabschnitt 52 wandern kann. Jedoch kann ein erhöhter Deckgasdruck bewirken, daß Deckgas 48 in Form von Blasen

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durch die Flüssigkeitsdichtung 5¹J hindurchgelangt, was zur Freisetzung einer kleinen Deckgasmenge in den oberen Ringspaltabschnitt 52 führen kann. Bei normalen Reaktorbetriebsbedingungen verhindern die Flüssigkeitsdichtungen 5¹* eine Freisetzung radioaktiver Teilchen wirksam und ermöglichen gleichzeitig eine relative Drehung der Verschlußplatten.

Wie weiter aus Fig. 2 hervorgeht, sind zur Abdichtung des oberen Ringspaltabschnitts 52 gegen die Außenluft als weitere Schutzmaßnahme sowohl gegen das Eindringen von Sauerstoff als auch gegen das Auslecken von Deckgas zwei aufblasbare Elastomerdichtungen 68 hintereinander am inneren Tragring 70 in an sich bekannter Weise angeordnet. Ein gegabeltes Teil 72, das einen auf den aufblasbaren Dichtungen gleitenden Gleitkörper darstellt, ist derart am äußeren Tragring 7Ί angeordnet, daß es mit den beiden aufblasbaren Dichtungen in Berührung steht. Der innere Tragring 70 ist mittels eines Lagers 76, das die relative Drehung zwischen den beiden Tragringen zur Drehung der betreffenden Verschlußplatte ermöglicht, auf dem äußeren Tragring Ik gelagert. Zur Schmierung der aufblasbaren Dichtungen 68 zwecks Sicherstellung einer guten Abdichtung und zur Herabsetzung der Reibung zwischen den Dichtungen und dem gegabelten Teil 72 kann ein Schmiermittel bekannter Art Anwendung finden·

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Bei im Betrieb befindlichem Reaktor sind die aufblasbaren Dichtungen 68 so aufgeblasen, daß sie sich der Oberfläche des gegabelten Teils 72 und ihren Sitzflächen anpassen und die Berührungsflächen zwischen den Dichtungen und dem gegabelten Teil 72 zwecks Verbesserung der Abdichtung möglichst groß sind. Bei der Brennstofferneuerung des Reaktors ist es jedoch erforderlich, die Verschlußplatten zu drehen. Dies erfordert eine Drehung des inneren Tragrings 70 mit Bezug auf den äußeren Tragring 74, was bedeutet, daß eine Relativdrehung zwischen dem gegabelten Teil 72 und den aufblasbaren Dichtungen stattfinden muß. Um diese Relativdrehung zu erleichtern, werden die aufblasbaren Dichtungen 68 etwas entlüftet, bevor die Drehung stattfindet.

Die Flüssigkeitsdichtung 5^ und die aufblasbaren Dichtungen 68 sind zwar unter normalen Reaktorbetriebsbedingungen voll ausreichend, jedoch zeigt eine Analyse eines ReaktorUnfalls mit Bersten des Reaktorkerns, daß diese Dichtungen nicht unter allen Umständen voll ausreichend sein könnten. Die Hypothese des Reaktorunfalls mit Bersten des Reaktorkerns besagt, daß das Reaktorkühlmittel 20 heftig gegen die Deckelunterseite geschleudert wird, wodurch das Deckgas 48 im unteren Ringspaltabschnitt 50 nach oben gedrückt wird. Dieses Deck-

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gas 48 treibt unter dem Druck des in Bewegung befindlichen Kühlmittels das flüssige Natrium aus der Flüssigkeitsdichtung 54 heraus durch den oberen Ringspaltabschnitt 52 hindurch und an den aufblasbaren Dichtungen 68 vorbei. Bei dieser Hypothese wird weiter angenommen, daß das flüssige Natrium und an den aufblasbaren Dichtungen 68 vorbeileckendes Deckgas durch kleine Spalte im Lager 76 aus der Tragringanordnung austritt. Die Erfindung bezieht sich deshalb auf eine weitere Schutzmaßnahme gegen einen derartigen Austritt von Deckgas und flüssigem Natrium aus den Tragringanordnungen.

Gemäß Fig. 3 ist der obere Teil des inneren Tragrings 70 in zwei Teile unterteilt, nämlich einen Teil 78 und einen mit Zahnkranz versehenen Teil 80. Der Teil 78 ist im allgemeinen ein einstückiger Teil des inneren Tragrings 70, während der mit Zahnkranz versehene Teil 80, der mit Zahnrädern und nicht gezeigten Antriebsmechanismen zur Drehung der betreffenden Verschlußplatte in Verbindung steht, als gesonderte Komponente ausgebildet sein kann. Der Teil 80 kann durch Lösen von Schrauben 82 vom Teil 78 abgenommen werden. Dadurch erhält man Zugang zum Lager 76 und zu einem Ringraum 84, der den obersten Teil des oberen Ringraumabschnitts 52 oberhalb der aufblasbaren Dichtungen 68 und nahe des Lagers 76 darstellt.

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In dem Ringraum 84 ist eine Zusatzdichtung 86 angeordnet. Diese weist ein erstes flexibles Metallteil 88, ein zweites flexibles Metallteil 90, eine Elastomerschicht 92, einen ersten Ring 94, einen zweiten segmentierten Ring 96 und einen Betätigungsmechanismus auf. Das erste flexible Metallteil 88 und das zweite flexible Metallteil 90 können jeweils Stahlblechteile sein, die entsprechend dem Ringraum 84 in der in Fig. gezeigten Weise ausgebildet sind. Die beiden flexiblen Metallteile 88 und 90 sind jeweils mit einem Randbereich am Ring 94 befestigt, während sie mit ihrem anderen Randbereich an den Segmenten des Ringes 96 befestigt sind. Diese anderen Randbereiche der flexiblen Metallteile 88 und 90 sind mit Schlitzen versehen, die sich bis nahe zum Ring 94 hin erstrecken und eine Bewegung der Metallteile mittels des Betätigungsmechanismus ohne Entwicklung hoher Spannungen gestatten. Die Elastomerschicht 92 kann in an sich bekannter Weise gemäß der Darstellung in Fig. 3 an eines der flexiblen Metallteile gebunden sein oder sie kann die beiden flexiblen Metallteile beidseitig überdecken. Die mit den beiden flexiblen Metallteilen 88 und 90, dem ersten Ring 94 und dem segmentierten zweiten Ring 96 verbundene Elastomerschicht 92 verschließt die Schlitze in den flexiblen Metallteilen, ohne deren Bewegungsmög-

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lichkeit zu behindern.

Wie weiter aus Fig. 3 hervorgeht, sitzt der Ring S mit der daran befestigten Elastomerschicht 92 in einer Nut 100 des Tragringteils 78. Nach dem Einsetzen des Ringes S^ in die Nut 100 kann der mit Zahnkranz versehene Tragringteil 80 auf den Tragringteil 78 und das Lager 76 aufgesetzt und mittels der Schrauben 82 festgeschraubt werden. In dieser Lage ruht die Unterkante des Tragringteils 80 auf der Elastomerschicht 92 im Bereich der Nut 100 und hält den Ring 9¹J straff in der Nut 100, indem er die Elastomerschicht 92 zwischen dem Ring 9*4 und der Nutwandung zusammenpreßt und dadurch in diesem Bereich des Ringraums 81 eine straffe Abdichtung herstellt.

Der in den Fig. 3 und 1 gezeigte Betätigungsmechanimus 98 besteht aus einer Befestigung 102, einem Spannseil 101 und einer Spannvorrichtung 106, wobei alle diese Teile aus rostfreiem Stahl hergestellt sein können. Die Befestigung 102 ist am flexiblen Netallteil 90 befestigt und in an sich bekannter Weise mit dem Spannseil 104 verbunden. Das Spannseil 104 ragt von der Befestigung 102 durch eine Bohrung 108 in dem mit Zahnkranz versehenen Tragringteil 80 hindurch zur

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Spannvorriclitung 106, die auf der Oberseite des Tragringteils 80 angeordnet ist. In das obere Ende der Bohrung 10b ist eine büchse 110 eingesetzt, durch welche das Spannseil 104 hindurchverläuft und auf deren Lippe das Spannseil aufliegt.

Gemäß Fig. 6 besteht die Spannvorrichtung 106 aus einer Drehvorrichtung 112, einem Sperrzapfen 11¹I und einem Gehäuse 116. Die Drehvorrichtung 112 ist so im Gehäuse 116 angeordnet, daß sie um eine horizontale Achse herum drehbar ist. Das Spannseil 104 ist derart an der Drehvorrichtung 112 befestigt, daß es, wenn die Drehvorrichtung in ihre wirksame Stellung gemäß Fig. 6 gebracht wird, nach oben gezogen wird und dadurch die Zusatzdichtung 86 zur Wirkung bringt. Befindet sich die Drehvorrichtung in der in Fig. 6 gezeigten wirksamen Stellung, so kann der Sperrzapfen 114 so durch das Gehäuse 116 hindurchgeschoben werden, daß er die Drehvorrichtung 112 in der wirksamen Stellung arretiert. Ein Lösen des Sperrzapfens 114 ermöglicht das Zurückdrehen der Drehvorrichtung 112 in die unwirksame Stellung gemäß Fig. 3. Die Spannvorrichtung 106 kann selbstverständlich entweder manuell oder in an sich bekannter Weise elektrisch betätigt werden.

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Arbeitsweise:

Bei der Brennstofferneuerung des Reaktors, wenn eine Drehung der Verschlußplatten und der Tragringanordnungen relativ zueinander zur Positionierung der Brennstofferneuerungsmaschinen mit Bezug auf die einzelnen Brennelemente des Reaktorkerns erforderlich ist, wird der Betätigungsmechanismus 98 in die in Fig. 3 gezeigte unwirksame Stellung gebracht. In dieser unwirksamen Stellung bewirken die Torsionsfedersteifigkeit des Ringes 9^ und die Art der Befestigung der Dichtung in der Nut 100 zusammen mit dem Nachgeben des Spannseils 104, daß die Dichtung 86 den Rand 118 des gegabelten Teils 72 nicht mehr berührt. In dieser Position kann der innere Tragring 70 ohne Behinderung relativ zum äußeren Tragring Tk und dem daran angeordneten gegabelten Teil 72 gedreht werden.

Im Reaktorbetrieb jedoch, wenn es nicht notwendig ist, die Verschlußplatten und die daran angeordneten Tragringe drehen zu können, hält der Betätigungsmechanismus 98 die Zusatzdichtung 86 in der in Pig. 4 gezeigten Stellung. In dieser wirksamen Stellung, in welcher die Drehvorrichtung 112 so gedreht ist, daß das Spannseil straff angezogen ist, werden die flexiblen Metallteile und 90 mit der Elastomerschicht 92 straff an den

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Rand 118 des Teils 72 herangezogen. Der Ring 96 erzeugt einen gleichförmigen Anpreßdruck der Elastomerschicht auf dem gesamten Umfang der Randfläche 118, wodurch eine straffe Abdichtung zwischen der Außenluft außerhalb der Tragringanordnung und dem Inneren des oberen Ringspaltabscnnitts 52 hergestellt wird.

Die Zusatzdichtung 86 bildet nicht nur eine wirksame Gasdichtung, sondern bleibt auch unter den Bedingungen eines Unfalls mit Bersten des Reaktorkerns und dem damit verbundenen Aufschlagen heißen flüssigen Natriums voll wirksam. Außerdem können sich die flexiblen Metallteile 88 und 90, falls flüssiges Natrium und Deckgas durch den oberen Ringspaltabschnitt 52 hindurchgeschleudert werden und hart auf die Dichtung auftreffen sollten, plastisch zum Lager 76, dem Tragringteil 80 und der Randfläche II8 hin verformen und den Aufschlag absorbieren, wobei gleichzeitig die Dichtfähigkeit gesteigert wird, so daß ein Austritt radioaktiver Teilchen im Natrium und im Deckgas verhindert wird. Außerdem ermöglicht die Dichtung 86 vertikale Bewegungen zwischen dem inneren Tragring 70 und dem äußeren Tragring 7^. Man erhält die plastische Verformbarkeit der Dichtung, indem die flexiblen Metallteile 88 und 90 aus rostfreiem Stahlblech geeigneter Dicke und mit den

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oben beschriebenen und in Fig. 5 gezeigten Schlitzen hergestellt werden. Außerdem überdeckt die Elastomerschicht 92 die Schlitze in den flexiblen Metallteilen und 90 und dichtet zwischen diesen Metallteilen und der Randfläche 118 ab, so daß keine Leckströmung an der Zusatzdichtung 86 vorbei stattfinden kann.

Die Erfindung beinhaltet also eine Dichtungsanordnung, die einen Ringspalt zwischen relativ zueinander drehbaren Komponenten eines Kernreaktors auch gegen das Ausschleudern flüssigen Natriums und Deckgases unter abnormen Bedingungen sicher abdichten kann und trotzdem unter normalen Reaktorbedingungen eine Drehbarkeit dieser Komponenten zuläßt.

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Claims

Patentansprüche

Io Deckelkonstruktion für Kernreaktorbehälter, mit drehbaren Verschlußplatten, wobei zwischen dem Umfang jeder Verschlußplatte und dem sie umschließenden Deckelteil ein Ringspalt gebildet ist, der Dichtungen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß in dem jede Verschlußplatte (26, 28, 30) umschließenden Ringspalt (36, 40, 44; 50, 52, 84) eine in und außer Wirkung bringbare mechanische Dichtungsanordnung (86) angeordnet ist, die ein ringförmiges, flexibles metallenes Dichtungsteil (88, 90) aufweist, das mit seinem radial inneren Teil an der betreffenden Verschlußplatte befestigt iet und quer durch den Ringspalt (52, 84) hindurchragt und das radial außen einen sich axial erstreckenden, der äußeren Wandung des Ringspalts benachbarten Teil besitzt, und daß Betätigungsmittel (98) an dem Dichtungsteil befestigt sind, mittels derer das Dichtungsteil zur Abdichtung des Ringspalts seitwärts in Berührung mit der Außenwand des Ringspalts gespannt werden kann.
2. Deckelkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible metallene Dichtungsteil (88, 90) von seinem radial äußeren Bereich nach innen verlaufende Radialschlitze aufweist, die eine umfangs-

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mäßige Dehnung dieses Dichtungsteils ermöglichen, und daß auf dem metallenen Dichtungsteil eine die Radialschlitze überdeckende Elastomerschicht (92) angeordnet ist.
3. Deckelkonstruktion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am radial inneren Teil des flexiblen metallenen Dichtungsteils (88, 90) ein innerer Ring (9¹O derart befestigt ist, daß das metallene Dichtungsteil eine, seinen radial äußeren Bereich von der Außenwandung des Ringspalts wegdrängende Vorspannung erhält.
4. Deckelkonstruktion nach einem der Ansprüche

1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am radial äußeren Bereich des flexiblen metallenen Dichtungsteils (88, 90) ein segmentierter äußerer Ring (96) angeordnet ist, der bei Betätigung der Betätigungsmittel (98) eine im wesentlichen gleichförmige Umfangskraft auf die Außenwandung des Ringspalts ausübt.
5. Deckelkonstruktion nach einem der Ansprüche

1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsmittel (98) eine an einer zugänglichen Stelle auf der betreffenden Verschlußplatte angeordnete Spann vorrichtung (106) und Spannseile (104) aufweisen, die

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einerseits an dem flexiblen metallenen Dichtungsteil (88, 90) und andererseits an der Spannvorrichtung befestigt sind und jeweils durch eine öffnung (108) der betreffenden Verschlußplatte hindurchverlaufen.

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