DE2748483A1

DE2748483A1 - Einrichtung zur kernbehaelter-absturzsicherung und kuehlmittelfuehrung bei einem kernreaktor-druckbehaelter

Info

Publication number: DE2748483A1
Application number: DE19772748483
Authority: DE
Inventors: Lothar Werres
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1977-10-28
Filing date: 1977-10-28
Publication date: 1979-05-03
Also published as: ES474616A1; US4282063A; BR7806601A

Description

KRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen

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Einrichtung zur Kernbehälter-Absturzsicherung und Kühlmittelführung bei einem Kernreaktor-Druckbehälter

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Kernbehälter-Absturzsicherung und Kühlmittelführung bei einem Kernreaktor-Druckbehälter, mit einer innerhalb des Druckbehälters angeordneten, einen Kernbehälter aufweisenden Kerntragstruktur und einem unterhalb der Kerntragstruktur angeordneten, auch der Kühlmittelvergleichmäßigung dienenden Auffangkörper, der auf der Bodenkalotte aufgelagert ist.

Eine solche Einrichtung ist aus der Zeitschrift "Atomwirtschaft", 1974, Seite 422, insbesondere Abb. 3, bekannt. Die Einrichtung besteht dort aus einem Kernschemel, der auf am Innenumfang der Bodenkalotte angeordneten Konsolen abgestützt und dort festgeschraubt ist. Hierbei ist eine· Vielzahl von Befestigungsschrauben, die alle verdrehungsgesichert sein müssen, erforderlieh. Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die lösbare Befestigung des Auffangkörpers so auszubilden, daß diese mit einer wesentlich geringeren Anzahl lösbarer Schraubverbindungen auskommt, wobei trotzdem eine feste, schwingungssichere Verspannung gewährleistet sein soll. Insbesondere soll die Befestigung des Auffangkörpers fernbedient mit einem Werkzeug von oben leicht möglich sein.

Durch die DT-AS 2 234 573 ist es weiterhin bekannt, den Auffangkörper als einen im wesentlichen hohlzylindrischen, Kühlmitteldurchtrittsöffnungen aufweisenden Körper nach Art einer Siebtonne auszubilden. Wie diese Siebtonne im Bereich der Boden-

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kalotte befestigt ist, darüber ist nichts näheres ausgesagt.

Gegenstand der Erfindung ist nunmehr eine Einrichtung zur Kernbehälter-Absturzsicherung und Kühlmittelführung bei einem Kernreaktor-Druckbehälter der eingangs genannten Art, bei der der Auffangkörper von einem im wesentlichen hohlzylindrischen, Kühlmitteldurchtrittsöffnungen aufweisenden Körper nach Art einer Siebtonne gebildet ist. Bei einer solchen Einrichtung wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Siebtonne mit ihrem unteren Rand auf einer Ringkonsole und mit einem zentralen Stutzteil auf einer Mittenkonsole der Bodenkalotte aufgelagert ist, daß der zentrale Stützteil über eine Verstrebung mit der Zylinderwand der Siebtonne verbunden ist und an der Mittenkonsole über lösbare Verbindungsmittel derart festspannbar ist, daß die Siebtonne über die Verstrebung mit ihrem unteren Rand fest gegen die Ringkonsole preßbar ist.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß die Siebtonne leicht aus- und einbaubar ist und unter Vorspannung mit ihrem unteren Rand gegen die Ringkonsole festschraubbar ist, so daß sich eine schwingungssichere Befestigung ergibt. Durch die leichte Ein- und Ausbaubarkeit ist die Bodenkalotte für die sogenannten Wiederholungsprüfungen mit Ultraschall oder für andere geeignete volumetrische Prüfungen leicht zugänglich, so daß entsprechende Bodenkalottenmanipulatoren verhältnismäßig einfach aufgebaut sein können.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Verstrebung von Stäben gebildet ist, die sternförmig von mehreren über den Umfang des Stützteiles verteilten Verankerungsstellen zu entsprechenden Verankerungsstellen der Siebtonnen-2ylinderwand verlaufen. Die Siebtonne ist auf diese Weise ein Bauteil in Leichtbauweise ohne große Materialanhäufungen und trotzdem ein sehr stabiler Körper.

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Im folgenden wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigen in vereinfachter Darstellung unter Fortlassung der für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlichen Teile: 5

Fig. 1 im Aufriß den Bodenkalottenbereich eines Druckbehälters für Druckwasserreaktoren mit der erfindungsgemäßen, als Siebtonne ausgebildeten Einrichtung, z.T. im Schnitt; Fig. 2 die Draufsicht auf die Einrichtung nach Fig. 1 im Ausschnitt eines Teilumfangbereiches.

Fig. 1 zeigt einen Kernreaktor-Druckbehälter 1 mit Bodenkalotte 1a und einem unteren Rost 2, der oberhalb des Kühlmittel-Sammelraumes 3 mit Abstand zur Bodenkalotte 1a an einem nicht näher dargestellten Kernbehälter an dessen unterem Ende gelagert ist und der zur Abstützung von gleichfalls nicht dargestellten Brennelementen dient, die achsparallel zur Behälterachse 1^r, d.h. in vertikaler Richtung, in den Druckbehälter 1 eingefügt werden. Mit 2a ist die bodenseitige Stauplatte des unteren Rostes 2 bezeichnet. Der untere Rost 2 ist ebenso wie der nicht dargestellte Kernbehälter Teil der Kerntragstruktur. Unterhalb des unteren Rostes 2 und mit axialem Abstand al zur Stauplatte 2a und innerhalb des Sammelraumes 3 ist die Siebtonne 4 mit ihrem unteren Rand 4a auf einer Ringkonsole 5 und mit einem zentralen Stützteil 4b auf einer Mittenkonsole 6 der Bodenkalotte 1a aufgelagert. Die Siebtonne 4 ist ein im wesentlichen hohlzylindrischer Körper, der über seinen Umfang mit vorzugsweise regelmäßig verteilten Kühlmitteldurchtrittsöffnungen 7 versehen ist. Diese Öffnungen 7 dienen, wie es die im linken Teil der Fig. 1 angedeuteten Strömungspfeile f verdeutlichen, der Kühlmittelvergleichmäßigung derart, daß das Kühlmittel, im vorliegenden Fall Wasser, von einem zwischen der Kerntragstruktur und dem Innenumfang des Druckbehälters 1 gebildeten Ringspalt von oben kommend etwa radial in die Siebtonne eintritt und diese über ihren gesamten Querschnitt gleichmäßig verteilt axial nach oben verläßt und nach Durchtritt durch die entsprechende Durch-

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lasse aufweisende Stauplatte 2a und durch den unteren Rost 2 in die Kühlkanäle der nicht dargestellten Brennelemente übertritt. Ein Teil des Kühlmittelstromes tritt nicht in die Siebtonne ein, sondern wird vorher umgelenkt nach oben, so daß auch die außenliegenden BE - Brennelemente ausreichend mit Kühlmittel versorgt werden. Insgesamt stellt sich somit über den gesamten Kernquerschnitt eine gleichmäßige Strömung ein. Das Kühlmittel, im vorerwähnten Ringspalt bereits gedrosselt, unterliegt beim Eintritt in die Siebtonne einer weiteren Drossel- und Vergleichmäßigungswirkung. Die Siebtonne 4 dient aber auch als Auffangkörper für Kern und Kerntragstruktur und weist hierzu im Bereich ihres oberen Randes 4c befestigte Abstandshaltekörper 8 auf in Form von klotzartigen Verformungskörpern, wobei zwischen diesen Abstandshaltekörpem 8 und der unteren Begrenzung der Kerntragstruktur, definiert durch die untere Stauplatte 2a, der vorerwähnte Abstand al vorgesehen ist, der so groß ist, daß thermische Differenzdehnungen von Siebtonne und Kerntragstruktur nicht behindert werden, andererseits so klein, daß im Auffangfalle die Kerntragstruktur praktisch noch nicht beschleunigt ist.

Der zentrale Stützteil 4b der Siebtonne 4 ist über eine als Ganzes mit 9 bezeichnete Verstrebung mit der Zylinderwand der Siebtonne 4 verbunden, so daß nach Art von Knotenstäben eines Fachwerkverbandes ein statisch bestimmtes Gebilde entsteht. Dieses Gebilde ist nun an der Mittenkonsole 6 über lösbare Verbindungsmittel 10 (siehe Fig. 2) derart festspannbar, daß die Siebtonne 4 über die Verstrebung 9 mit ihrem unteren Rand 4afest gegen die Ringkonsole 5 preßbar ist. Die Ringkonsole 5 kann insbesondere durch Auftragschweißung, aufgetragen auf die austenitische Innenplattierung 1d der Bodenkalotte 1a, hergestellt sein. Die Mittenkonsole 6 ist ein schemelartiger Körper, der so wie auch die Siebtonne 4 gleichfalls aus einem austenitischen Material besteht oder zumindest eine austenitische Plattierung aufweist. Die Mittenkonsole hat Stützfüße 6a, die bei 11 an der austenitischen Innenplattierung 1d der Bodenkalotte 1a festgeschweißt sind, und eine Tragplatte 6b, die auf nicht näher dargestellte Weise an den Füßen 6a festgeschraubt oder festgeschweißt ist. 909818/0350

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Die Verstrebung 9 ist von zwei Gruppen von Stäben, nämlich 9a und 9b gebildet, die mit unterschiedlicher Neigung zur Horizontalen sternförmig von mehreren über den Umfang des Stützteiles 4b verteilten Verankerungsstellen 12 zu entsprechenden Verankerungsstellen 13 der Siebtonnen-Zylinderwand verlaufen. Jeweils zwei Stäbe unterschiedlicher Neigung, nämlich 9a1, 9b1 bzw. 9a2, 9b2 usf. verlaufen innerhalb einer in Fig. 2 strichpunktiert angedeuteten Verankerungsebene el, und zwar derart, daß die siebtonnenseitigen Verankerungsstellen 13 mindestens im Bereich des oberen und des unteren Siebtonnen-Endes 4c bzw. 4a liegen. Die als Ganzes mit 9 bezeichneten Stäbe sind insbesondere als Rohre ausgeführt, wobei sie im Bereich der Verankerungsstellen 13 durch entsprechende Schrägbohrungen 14 hindurchgesteckt und mittels Ringschweißnähten 15 an der Außen- und Innenseite der Zylinderwand 4d der Siebtonne befestigt sind. Zur Herstellung der äußeren Schweißnähte 15 weisen die Rohrenden einen entsprechenden Überstand 9¹ auf. Zur Ausbildung der Verankerungsstellen 12 im Bereich des Stützteils 4b sind die Rohre geschlitzt und mit ihren Schlitzen auf axial-radial verlaufende Wände 16 des Stützteils 4b aufgeschoben und mit diesen Wänden 16 mittels Schweißnähten 17 beidseits der Wände 16 verschweißt.

Wie es Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 2 zeigt, weist der Stützteil 4b einen Mehrkant-Grundriß, im vorliegenden Fall einen Sechskant-Grundriß, auf und besteht aus einer Grundplatte 18 und einer im axialen Abstand zu dieser angeordneten Deckplatte 19, wobei Grund- und Deckplatte 18, 19 durch eine Zentrierhülse 20 und weiterhin durch die schon erwähnten axial-radial verlaufenden über den Umfang des Stützteils verteilten Wände miteinander verbunden und versteift sind. In die Tischplatte 6b der Mittenkonsole 6 ist ein konisch angespitzter Zentrierdorn 21 eingeschraubt (Schraubfuß 21a), auf welchen der Stützteil 4b mit seiner Zentrierhülse 20 zentrierend aufgesetzt werden kann. Die Schweißnähte zwischen Grundplatte 18, Zentrierhülse 20, Wänden 16 und Deckplatte 19 sind mit 22 bezeichnet. Zusätzlich zur Zentrierung mittels Dorn 21 und Hülse 20 wird die Lage des Stützteils 4b beim Aufsetzen auf die Mittenkonsole 6 noch durch

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Eingriff zwischen prismatischen Richtvorsprüngen 23, die an der Tischplatte 6b der Mittenkonsole 6 festgeschraubt sind und axial nach oben ragen, einerseits, und entsprechenden Richtaussparungen 24 in Form von Rechteck-Einschnitten an der Grundplatte 8, andererseits, bewirkt. Die nach Art von Gleitsteinen ausgebildeten prismatischen RiehtvorSprünge 23 sind an ihrem oberen Ende verjüngt zulaufend ausgebildet, wobei die Verjüngung mit 23a bezeichnet ist, so daß in Verbindung mit der Verjüngung 21b des Zentrierdorns 21 für ein leichtes, klemmfreies Aufsetzen des Stützkörpers auf die Mittenkonsole 6 gesorgt ist. Zweckmäßigerweise ist zwischen Richtvorsprüngen 23 und Richtaussparungen 24 ebenso wie zwischen Dorn 21 und Hülse 20 jeweils ein geringes Spiel vorgesehen, wodurch Zwangskräfte bei Wärmedehnungen vermieden sind.

Die besonders günstige Mehreck- insbesondere Sechseck-Form ist aus Fig. 2 näher ersichtlich. Die Verstrebung 9 ist innerhalb sechs regelmäßig über den !Anfang verteilter Axialebenen el angeordnet, und in den zwischen den Wänden 16 befindlichen Stützteil-Segmenten 25 sind die Befestigungsschrauben 10 und die Richtvorsprünge und Richtaussparungen 23, 24 angeordnet. Die Befestigungsschrauben 10 sind vorzugsweise als Hammerkopfschrauben ausgebildet, die mit ihrem fußseitigen Hammerkopf durch entsprechende Schlitze in der Tischplatte 6b gesteckt sind und diese durch Drehung um 90° hintergreifen (nicht dargestellt). Die Muttern der Hammerkopfschrauben sind mit 10a bezeichnet, sie sind leicht von oben durch ein Werkzeug fernbedient zu lösen, wonach dann nach Drehung der Hammerköpfe um 90° die Siebtonne 4 mit ihrem Stützteil 4b abgehoben werden kann. In Fig. 2 sind lediglich drei um jeweils einen Umfangswinkel von 120° gegeneinander versetzte Befestigungsschrauben 10 gezeigt; diese können zusätzlich auch noch auf den Positionen 10b vorgesehen sein. Für die Richtvorsprünge und Richtaussparungen 23, genügt allerdings die dargestellte Dreifach-Anordnung im Bereich der durch die Positionen 10b näher definierten Stützteil-Segmente 25. Es ist ersichtlich, daß die Wände 16 und dementsprechend die Stäbe 9 im wesentlichen durch die Eckpunkte des sechseckigen Stützteils 4 verlaufen. Eine besonders feste, schwingungssichere

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Verspannung wird dadurch erzielt, daß die Stäbe bzw. Rohre 9 als Zugstäbe ausgebildet sind und hierzu der Stützteil 4b dem unteren Rand 4a der Siebtonne 4 zumindest teilweise, nämlich im dargestellten Fall um den Abstand a2 axial vorgelagert ist. In diesem Falle kann die Siebtonne 4 beim Einbau in ihrem unteren Rand 4a auf die Ringkonsole 5 aufgesetzt werden. Hierbei kann ein geringer Spalt zwischen der Grundplatte 18 des Stützteils 16 und der Tischplatte 6b der Mittenkonsole 6 zunächst belassen werden, der dann unter elastischer Zugverformung der Stäbe 9 durch Festziehen der Befestigungsschrauben 10 geschlossen wird, so daß nun der untere Rand 4a fest gegen die Ringkonsole 5 gepreßt wird.

Am Innenumfang des oberen Siebtonnenrandes 4c und im Bereich der oberen Verankerungsstellen 13 sind Kranhaken-Ösen 26 angeschweißt, an denen eine Hebetraverse des Gebäudekrans zum Heben oder Absenken der Siebtonne 4 eingehängt werden kann.

10 Patentansprüche
2 Figuren

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Claims

77P 9 39 1 BRD Patentansprüche

1. Einrichtung zur Kernbehälter-Absturzsicherung und Kühlmittelführung bei einem Kernreaktor-Druckbehälter, mit einer innerhalb des Druckbehälters angeordneten einen Kernbehälter aufweisenden Kerntragstruktur und einem unterhalb der Kerntragstruktur angeordneten, auch der Kühlmittelvergleichmäßigung dienenden Auffangkörper, der auf der Bodenkalotte aufgelagert und von einem im wesentlichen hohlzylindrischen, Kühlmitteldurchtrittsöffnungen aufweisenden Körper nach Art einer Siebtonne gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebtonne (4) mit ihrem unteren Rand (4a) auf einer Ringkonsole (5) und mit einem zentralen Stützteil (4b) auf einer Mittenkonsole (6) der Bodenkalotte (1a) aufgelagert ist, daß der zentrale Stützteil über eine Verstrebung (9) mit der Zylinderwand der Siebtonne (4) verbunden ist und an der Mittenkonsole (6) über lösbare Verbindungsmittel derart festspannbar ist, daß die Siebtonne (4) über die Verstrebung mit ihrem unteren Rand fest gegen die Ringkonsole (5) preßbar ist.

2. Absturzsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstrebung (9) von Stäben (9a1, 9b1; 9a2, 9b2 u.s.f.) gebildet ist, die sternförmig von mehreren über den Umfang des Stützteiles (4b) verteilten Verankerungsstellen (12) zu entsprechenden Verankerungsstellen (13) der Siebtonnen-Zylinderwand (4d) verlaufen.

3. Absturzsicherung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß pro axialer Verankerungsebene (el) mindestens zwei Stäbe (9a, 9b) vorgesehen und die Stäbe mit unterschiedlicher Neigung angeordnet sind, so daß ihre siebtonnenseitigen Verankerungsstellen (13) mindestens im Bereich des oberen und des unteren Siebtonnen-Endes liegen.

4. Absturzsicherung nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (9a, 9b) als Rohre ausgebildet sind.

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5. Absturzsicherung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (9a, 9b) als Zugstäbe ausgebildet sind und hierzu der Stützteil (4b) dem unteren Rand (4a) der Siebtonne (4) zumindest teilweise axial vorgelagert ist.

6. Absturzsicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittenkonsole (6) mit einem konisch angespitzten Zentrierdorn (21) und der Stutzteil (4b) mit einer auf diesen Zentrierdorn (21) passenden zentrischen Zentrierhülse (20) versehen sind.

7. Absturzsicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützteil (4b) mittels von oben zugänglicher Befestigungsschrauben (10) mit der Mittelkonsole (6) verspannbar ist und hierzu die Mittenkonsole (6) und der Stützteil (4b) mit entsprechenden Durchgangsschlitzen versehen sind.

8. Absturzsicherung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützteil einen Mehrkant-Grundriß mit Grundplatte (18) und im Abstand zu dieser angeordneter Deckplatte (19) aufweist, daß Grund- und Deckplatte durch die Zentrierhülse (20) und weiterhin durch axial-radial verlaufende Wände (16) miteinander verbunden und versteift sind, wobei an die Wände die stützteilseitigen Enden der Verstrebung (9) angeschlossen sind und in den zwischen den Wänden befindlichen Stützteil-Segmenten (25) Durchgangsschlitze für die Befestigungsschrauben (10) und/oder Richtaussparungen (24) oder Richtvorsprünge (23) vorgesehen sind, mit denen der Stützteil (4b) mit entsprechenden Richtvorsprüngen (23) oder Richtaussparungen (24) einer Auflageplatte (6b) der Mittenkonsole (6) in Eingriff bringbar ist.

9. Absturzsicherung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Sechseck-Grundriß des Stützteiles (4b) und der Auflageplatte (6b) der Mittenkonsole (6), wobei die Wände (16) und dementsprechend die Stäbe (9a, 9b) etwa durch die Eckpunkte verlaufen.

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10. Absturzsicherung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Innenumfang des oberen Siebtonnenrandes (4c) und im Bereich der oberen Verankerungsstellen (13) der
Stäbe (9a, 9b) Kranhaken-Ösen (26) angeschweißt sind.

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