DE2752045A1

DE2752045A1 - Reaktordruckbehaelter-unterstuetzung

Info

Publication number: DE2752045A1
Application number: DE19772752045
Authority: DE
Inventors: James Paul Butti
Original assignee: Babcock and Wilcox Co
Current assignee: Babcock and Wilcox Co
Priority date: 1977-02-22
Filing date: 1977-11-22
Publication date: 1978-08-24
Also published as: JPS6135999Y2; NL7710699A; FR2381375A1; CH624505A5; JPS53104096A; SE424780B; ATA811877A; US4115194A; FR2381375B1; IT1086963B; LU78145A1; BE858504A; IL52754A; AT364426B; CA1080861A; GB1540362A; NL180363B; JPS5797297U; ES462655A1; SE7711730L

Description

P A T ii N T Λ N H JS L i) Ij N ti

Anmelder: I¹HiJ UAliCOÜK & WILGÜX COMP Al« JbI iiast 42nd Street, New JTork, N.Y. 10017 -UBA-

i'itel: He akt ο rdruckl)ehälter-Unt er Stützung

Kernreaktordruckbehälter müssen durch Konstruktionen unterstützt werden, die in angemessener Weise die Behälterbewegung hemmen und die statischen, dynamischen sowie thermischen Lasten aufnehmen können, welche während der normalen Betriebsbedingungen vorkommen, und zwar zusätzlich zu der ungünstigsten Lastkombination, die bei angenommenen uniällen und Erdbeben vorkommen kann.

Ausbildung der Unterstützungskonstruktion steht natürlich in Wechselbeziehung zu verschiedenen reaktortechnischen Gesichtspunkten, einschließlich der Größe und des Bestimmungszwecks des Reaktors, z. B. für einen Schiffsantrieb oder für die Stromerzeugung. Es sind bereits eine Anzahl Unterstützungskonstruktionen bekannt.

liine primäre vertikale Unterstützung ist dadurch erreicht worden, daß zylindrische oder kegelstumpfförmige Tragmäntel verwendet werden, die an dem unteren Boden des Reaktorbehälters befestigt oder angeformt werden. Die Tragmantelkonstruktion erlaubt auch eine auf Temperatur und Druck

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zurückzuführende radiale Dehnung des Behälters dadurch, daß sich der Tragmantel in der Weise eines vertikalen Trägers auf einem Fundament biegt. Die Länge des Tragmantels wird so gewählt, daß dieses Biegen in einer sicheren Weise möglich ist. Wenn der zur Verfügung stehende Kaum keine genügende Tragmantel-Biegelänge erlaubt, kann eine Konstruktion verwendet werden, die aus einem teilweise in Längsrichtung gespaltenen Tragmantel besteht. Der gespaltene Teil wirkt als eine Vielzahl von Kragarmen, während der nicht gespaltene Teil sich unter der Einwirkung der durch den Kragteil übertragenen Momente und Kräfte wie ein Zylinder verhält. Die Tragmäntel ruhen auf Sohlplatten, Sockeln oder dergleichen.

Radial verlaufende Konsolen, die am Umfang um den Reaktorbehälter herum mit Abstand angeordnet sind, oder Ringe, die an dessen Aussenfläche befestigt werden und sich auf den horizontalen Flächen einer umschließenden Reaktorsicherheitsbehälter-Konstruktion abstützen, sind bereits verwandt worden, um eine primäre vertikale Unterstützung zu erzielen. Die radialen Konsolen und Ringe haben dabei zusätzlich radiale Wärmedehnungsverschiebungen durch Mittel aufgenommen, die das Bestehen eines Gleitkontakts zwischen dem Reaktorbehälter und dem Sicherheitsbehälter erlauben. Der Reaktorbehälter-Tragflansch ist auch als Unterstützunge benutzt worden, die auf Teilen der Sicherheitsbehälterkonstruktion ruht.

Es sind weiterhin Reaktorbehälter konstruiert worden, welche die Hauptkühlmittelstutzen verwenden, um die Unterstützungsfunktion wahrzunehmen. In diesen Fällen können die Stutzen so angeordnet werden, daß sie Lasten auf die Wände eines umgebenden Sicherheitsbehälterschachts übertragen. In

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typischer Weise werden auf der Unterseite der Stutzen ausgebildete Klötze auf Schleißplatten abgestützt, die auf den Sicherheitsbehälter-Schachtwänden angeordnet sind. Führungskanäle und Schmiermittel können dabei zur Verwendung kommen, um die Radialbewegung zu erleichtern. Wenn die Sicherheitsbehälter-Schachtwände aus Beton bestehen, dann können Kühlmittel zwischen den Schleißplatten und Wänden erforderlich werden, um zu gewährleisten, daß die Wände nicht der hohen Temperatur des durch die Stutzen fließenden Kühlmittels ausgesetzt sind. Alternativ sind vertikale Stützen zwischen den Stutzen und einem Tragsockel innerhalb der Sicherheitsbehälterkonstruktion angeordnet worden. Bei dieser Anordnung sind die Stützen so ausgebildet, daß sie relative Verschiebungen zwischen dem Druckbehälter und der Sicherheitsbehälterkonstruktion durch Biegen aufnehmen, wodurch relative §leitbewegungen nicht erforderlich sind und die Stützen sicher an dem Reaktorbehälter befestigt werden können.

Die Unterstützung von Reaktorbehältern an den Stutzen macht es erforderlich, daß die Stutzenkonstruktion eine ausreichende Festigkeit aufweist, um die Primärlasten aufzunehmen, üa die Stutzendimensionierung im allgemeinen von den Verfahrensbedingungen abhängt und von der Reaktorleistung, erfordert die Benutzung der Stutzen für die primäre Unterstützung eine sonst nicht notwendige Stutzenverstärkung, -versteifung und dergleichen. Die Versteifung der Stutzen in dem Maße, das notwendig ist, um Berechnungslasten aufzunehmen, kann so aufwendig sein, daß sie sich verbietet, oder sie kann aus anderen Gründen nicht durchführbar sein, besonders bei solchen Reaktoreinsätzen wie für Schiffsantrieb.

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Die Verwendung von Tragkonsolen ist im allgemeinen nicht für einen Einsatz auf Schiffen geeignet, wenn hohe horizontale und vertikale Belastungen sowie Stampf- und Uollbewegungen vorkommen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Unterstützungskonstruktion zu schaffen, die keine Versteifung der Stutzen oder Tragkonsolen erforderlich macht und eine ungeschrünkte radiale Wärmedehnung erlaubt, ohne daß Gleitmittel, geschmierte Führungskanäle und eine gekühlte Unterstützungskonstruktion erforderlich sind.

Diese Aufgabe wird durch die Maßnahmen des Hauptanspruohes gelöst.

Die Erfindung weist den Vorteil einer verbesserten Anordnung für die Unterstützung des Keaktorbehälters auf. Laschen- und Zapfenunterstützungen hemmen dabei die Vertikal-, Seiten- und Rotationsbewegung des Reaktorbehälters, ohne daß eine radiale Wärmedehnung und -schrumpfung beschränkt wird. Die Stutζanordnung erlaubt eine vertikale Wärmedehnung am unteren Ende des Heaktors.

Die Anordnung umfaßt eine Anzahl von Laschen und Zapfen, die wechselseitig mit Ansätzen verbunden sind, welche sowohl an dem Heaktorbehälter befestigt werden als auch an einer äußeren Unterstützung. Die primären Vertikallasten werden von den Laschen und Zapfen aufgenommen. Die Laschen tragen die seitliche Komponente der verschiedenen Seitenlasten in paralleler iiichtung zu den Achsen der zu den Laschen gehörenden Zapfen.

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In anderen Ausführungsformen ergänzt eine aus Vorsprung und Hülse bestehende Anordnung die Laschen - und Zapfenunterstützungen, indem sie dabei hilft, die vertikale Ausrichtung des Behälters aufrechtzuerhalten, und indem sie eine zusätzliche seitliche Unterstützung bietet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird iin folgenden näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 ein Aufriß eines Iteaktordruckbehälters, der erfindungsgemäß gestützt wird,

Fig. 2 ein Teilaufriß des unteren Druckbehälterabschnitts in einer alternativen Anordnung.

Figur 1 zeigt einen Kernreaktor-Druckbehälter 10, der mit seiner Längsachse 11 in einer vertikalen Ebene angeordnet ist und einen im allgemeinen zylindrischen Mantel 13 umfaßt, der in der erläuterten Ausführungsform an seinem unteren Ende durch einen angeformten, kugelförmig gewölbten EndVerschluß 12 geschlossen ist. Das obere Ende des zylindrischen Mantels 13 wird an einen dickeren, zylindrischen Mantelschuß ih angeschlossen. Der Mantelschuß 14 ist mit einem Hauptbehälterflansch 15 im allgemeinen an seinem oberen Ende versehen. Ein ausbaubarer Deckel 17 ist am oberen Ende des Druckbehälters 10 vorgesehen. Der Deckel 17 ist ein kugelförmig gewölbter Boden, der an einen Ringflansch 16 geschweißt ist. Der Ringflansch 16 des geflanschten Deckels 17 paßt zu dem Hauptbehälterflansch 15 und wird an diesem druckdicht durch eine Anzahl nicht dargestellter Bolzen befestigt·

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Heaktor-Kühlmittelstutzen 20, 21, von denen der besseren Übersicht wegen nur zwei dargestellt sind, sind in dem Mantelschuß 14 ausgebildet, um eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem Inneren des lteaktors und einem Reaktorkühlmittelsystem (nicht dargestellt) herzustellen. Der zylindrische Mantelschuß Ik ist im allgemeinen dicker ausgebildet als der zylindrische Mantel 13» um einen eigenen Ausgleich für die Stutzenöffnungen zu bilden. Radial vorstehende Ansätze 22, die an dan Mantelschuß Ik geschweißt werden, sind um den Umfang des Mantelschusses herum auf Abstand angeordnet. Zapfen 23 verbinden die Ansätze 22 durch Laschen 2k. Bei Raumtemperatur verlaufen die Laschen 2k im allgemeinen parallel zur Längsachse des Druckbehälters. Die entgegengesetzten Enden der Laschen 2k werden durch ähnliche Zapfen 25 mit einer Grundplatte 26 verbunden, die sicher an einem Fundament 27 durch Schrauben und Muttern, Schweißen oder ähnliche Mittel befestigt ist.

Eine Anzahl radialer Konsolen wird an den zylindrischen Mantel 13 mit Abstand am Umfang desselben in einer anderen Ausführungsform der Erfindung geschweißt. Jede Konsole 31 erstreckt sich dabei längs und radial in ein U-Stück 32, das von einem Fundament J>k getragen wird. Ein Längsspiel besteht zwischen der Unterkante der Konsole 31 und der gegenüberliegenden Fläche des U-Stücks 32.

Der hierin zur Verwendung kommende Ausdruck "Seitenlasten" bedeutet, falls er nicht sonstwie eingeschränkt wird, Lasten, die senkrecht zur Längsachse 11 des Druckbehälters 10 übertragen werden. Vertikale Lasten sind diejenigen Lasten, die parallel zur Längsachse 11 übertragen werden.

Eine Wärmedehnung und -schrumpfung des Druckbehälters tritt bei Temperaturänderungen ein, die sich aus Änderungen der

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Betriebsbedingungen des Reaktors ergeben. Radiale Bewegungen, die auf Wärmedehnung und -schrumpfung zurückzuführen sind, werden durch die Schwenkbewegung der Laschen 24 um die Zapfen 25 herum aufgenommen. Die vertikale Bewegung dagegen, die auf Wärmeänderungen zurückzuführen ist, wird am unteren Ende des Behälters nicht behindert. Der Behälter ist frei, um sich radial und in Längsrichtung im Bereich der radialen Konsolen 31 zu dehnen und zusammenzuziehen, und zwar auf Grund des U-StUcks 32 und des Spiels 33.

Alternativ wird gemäß der Darstellung in Figur 2 ein in Längsrichtung verlaufender Vorsprung 42 fest an das untere Ende eines kugelförmig gewölbten unteren Endverschlusses 41 angeschlossen. Der Vorsprung 42 erstreckt sich in eine Büchse 43, die an einem Fundament 44 befestigt ist.

Die primäre vertikale Unterstützung des Behälters erfolgt durch die Laschen und Zapfen. Vertikale Lasten, die auf die gehemmte translatorische Bewegung des Behälters zurückzuführen sind, werden durch die Ansätze, Laschen und Zapfen übertragen. Seitenlasten, die auf die gehemmte translatorische Bewegung des Behälters zurückzuführen sind, werden durch die Ansätze und Laschen in parallelen Richtungen zum Zapfen an jeder Unterstützung übertragen.

Die Zapfen- und Laschen-Gelenkunterstützung kann durch die Anordnung von radialen Konsolen und U-StUcken oder Vorsprüngen und Hülsen ergänzt werden, die eine zusätzliche seitliche Unterstützung am zylindrischen Mantel 13 ergeben. Diese Anordnungen gewährleisten, daß die axiale Ausrichtung des Behälters erhalten bleibt.

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Leerse ite

Claims

2 7 b 2 O 4 b De. Öi>*eUaed Ot PATENTANWALT 22. November 1977 Anw.-Akte: 27.135 PA T ENTANSP It UC Ii E:

1. Ueaktordruckbehälter-Unterstützung für einen im allgemeinen zylindrischen Kernreaktor-Druckbehälter, der eine Längsachse mit einer Anzahl radial vorstehender Ansätze aufweist, die an dem Druckbehälter um dessen Umfang mit Abstand befestigt sind und einem Tragfundament mit einer Anzahl Grundplatten, die an dem Fundament befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur vertikalen und seitlichen Unterstützung des Druckbehälters von dem Fundament aus vorgesehen sind, einschließlich einer Anzahl Laschen {2k) und einer Anzahl Zapfen (23, 25), die so angeordnet sind, daß einer der Zapfen (23) ein Ende von wenigstens einer der Laschen (2k) mit wenigstens einem der Ansätze (22) verbindet und ein anderer Zapfen (25) die Lasche (2k) an ihrem anderen Ende mit wenigstens einer der Grundplatten (26) verbindet.

2. Ueaktordurckbehälter-UnterstUtzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl radial verlaufender Konsolen an dem Druckbehälter befestigt und auf dessen Umfang mit Abstand angeordnet sind, sowie eine Anzahl U-Stücke, wobei jede der Konsolen so angeordnet ist, daß sie längs und radial in ein U-Stück hinein verläuft, und die vertikale Dehnung und Schrumpfung des Druckbehälters erlaubt, wobei die Längslage des Druckbehälters beibehalten und eine zusätzliche seitliche Unterstützung erfolgt.

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ORIGINAL INSPECTED

Anw,,-ntcLu : ir/. 13L>

Ueaktordruckbehul ter-Lnters tiitzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein in Lungsrichtung verlaufenden Vorsprung angeordnet ist, der an dem unteren Uoden des Druckbehältern uetest igt ist, sowie eine nülse, wobei der Vorsprung sich teilweise in die Hülse hinein erstreckt, die im al Lgei-te inen konzentrisch um den Vorsprung heruin angeordnet ist, und eine vertikaLe Dehnung und Lichruiaplung des Druekbehälters erlaubt, wobei die Lüngsausrichtung beibehalten und eine zusätzliche seitliehe Unteis tützung eri'olgt.

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