DE2845206C3

DE2845206C3 - Behälter, insbesondere für einen Kernreaktor

Info

Publication number: DE2845206C3
Application number: DE2845206A
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Onuma; Masami Yada
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1977-10-19
Filing date: 1978-10-17
Publication date: 1981-05-14
Also published as: DE2845206B2; SE432846B; SE7810856L; DE2845206A1; JPS5458641A

Description

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Die Erfindung betrifft einen Behälter, insbesondere für einen Kernreaktor, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zum Stand der Technik gehört ein Druckbehälter, der einen zylindrischen Mantel und halbkugelförmig gewölbte Böden aufweist Der Mantel und die Böden bestehen aus mehreren Lagen, wobei die einzelnen Lagen von Mantel und Böden jeweils miteinander verschweißt sind. Die Teile einer jeden einzelnen Lage sind vorgespannt. Die Teile der inneren Lagen bestehen aus einem gegen Wasserstoffversprödung resistenten Material, die äußeren Lagen aus einem anderen Material (DE-OS 23 58 295). Derartige Druckbehälter sind für die Aufnahme extrem hoher Drücke unter Berücksichtigung der in ihnen herrschenden Atmosphären ausgelegt. Das Material der einzelnen Lagen ist relativ dünn. Die sich beim Verschweißen der einzelnen Teile der räumlich gekrümmten Lagen ergebenden Spannungen sind sehr kompliziert, erreichen jedoch im allgemeinen keine Größenordnung, die die Gesamtfestigkeit des Druckbehälters beeinträchtigen würde.

Behälter, die für die Aufnahme von Kernreaktoren vorgesehen sind, um im Falle eines Umfalls im Reaktorcore den Druck von verdampfendem radioaktiven Material aufzunehmen, sind in diesem Fall nicht so den Drücken wie der vorstehend beschriebene Druckbehälter ausgesetzt, so daß man auf die Ausbildung eines gewölbten Behplterbodens verzichten kann. Durch Verwendung eines ebenen Behälterbodens kann der Reaktorbehälter relativ einfach auf ein Betonfundament gesetzt werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Herstellung eines solchen ebenen Bodens aus relativ dicken rechteckigen oder quadratischen Stahlplatten, die miteinander verschweißt werden, hohe Nachbe· ^M handlungsarbeiten erfordert, um den nötigen Ebenheitsgrad zu gewährleisten, da die nach dem Schweißen verbleibenden Restspannungen ungleichmäßig über der Bodenplatte verteilt sind, so daß sich örtlich verschiedene Verformungen einstellen.

Zum Stand der Technik gehört schließlich noch ein Druckgefäß für Kernreaktoren, das einen zylindrischen oder polygonalen Mantel aufweist Um ein solches Gefäß in beliebiger Größe fertigen zu können, ohne daß unzulässige Druck- und Wärmespannungen in Kauf genommen werden müssen, wird der Gefäßinnenraum in parallel zum Mantel verlaufende prismatische Röhren aufgeteilt, die so ineinander verspannt sind, daß bei gleicher Druckbeanspruchung große Wandstärken vermieden werden. Die prismatischen Röhren können dabei eine sektor- oder segmentförmige Unterteilung mit unterschiedlicher Form und unterschiedlichem Querschnitt aufweisen (DE-AS 20 32 791). Jede prismatische Röhre ist für sich an der Stirnseite jeweils durch eine Kappe verschlossen. Die Ausbildung eines den Mantel abschließenden Bodens ist nicht beschrieben.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, den Behälter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszubilden, daß die sich infolge des Schweißvorgangs einstellenden Spannungen im Boden möglichst vollständig abgebaut werden können.

Die zur Lösung dieser Aufgabe erforderlichen konstruktiven Maßnahmen sind im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 zusammengefaßt

Der erfindungsgemäße Behälter hat den Vorteil, daß er einen aus relativ dicken Abschnitten zusammengeschweißten Behälterboden in Form eines Kreises oder eines Polygons aufweist bei dem die durch den Schweißvorgang bedingten Restspannungen sich im wesentlichen aufheben, so daß die sich ergebenden Verformungen äußerst gering und im allgemeinen vernachlässigbar sind. Bei der Herstellung des Behälterbodens durch Verschweißen brauchen keine besonderen Kompensationsmaßnahmen berücksichtigt zu werden. Der Behälterboden kann nach seiner Fertigstellung ohne weitere Nachbearbeitung auf einer ebenen Fläche aufgestellt werden.

Eine Vergrößerung der Bodenplatte durch Schweißen, ohne daß merkliche Verformungen eintreten, läßt sich mit der Maßnahme nach Unteranspruch 2 erreichen, wobei die geraden radialen Schweißnähte der Außenabschnitte und der Endabschnitte miteinander fluchten oder versetzt zueinander sein können. Mit der Maßnahme nach Unteranspruch 3 erhält man eine durch den Schweißvorgang unverformt bleibende Bodenplatte, bei welcher die Schweißnähte zwischen den Außenabschnitten und den Endabschnitten benachbarter Sektoren voneinander im Abstand auf die gemeinsame radiale Schweißnaht treffen.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 in der Draufsicht eine erste Ausführungsform eines Bodens eines erfindungsgemäßen Behälters,

F i g. 2 in der Draufsicht eine zweite Ausführungsform des Bodens,

F i g. 3 in der Daufsicht eine dritte Ausführungsform des Bodens und

F i g. 4 in der Draufsicht eine vierte Ausführungsform des Bodens.

Die in den Figuren gezeigte Bodenplatte 20 für einen Schutzbehälter eines Kernreaktors hat einen Durchmesser von etwa 30 m und eine Stärke von etwa 32 mm.

Die in F i g. 1 gezeigte Bodenplatte 20 besteht aus einem ebenen kreisförmigen Mittelabschnitt 30, um den herum sechs ebene ringsektorförmige Außenabschnitte 24a angeordnet sind, die mit dem Mittelabschnitt 30

längs der Schweißnähte 31 und miteinander längs der geraden radialen Schweißnähte 22 verschweißt sind, die zum Mittelpunkt des Mittelabschnitts 30 hin gerichtet sind Die Außenabschnitte 24a sind gleich groß. Um die von dem Mittelabschnitt 30 und den Aullenabschnitten 24a gebildete flache Platte sind sechs ebenfalls ebene ringsektorförmige Endabschnitte 24 b herum angeordnet, die mit den Außenabschnitten längs der Schweißnähte 32 und miteinander längs der Schweißnähte 22 verschweißt sind. Der Mittelabschnitt 30, die Außenabschnitte 24a und die Endabschnitte 24b bilden zusammen die ebene Bodenplatte 20 für den Reaktorbehälter. Bei der Ausführungsform von F i g. 1 ist jede die Endabschnitte 246 miteinander verbindende gerade radiale Schweißnaht 22 eine Verlängerung der die entsprechenden Außenabschnitte 24a verbindenden geraden radialen Schweißnaht 22.

Vor dem Verschweißen sind die aneinanderstoßenden Kanten der einzelnen Abschnitte so abgefast, daß sich eine V- oder X-förmige Nut ergibt, in welche die Schweißraupen gelegt werden. Die sich bei der Schweißung längs der radialen Schweißnähte 22 einstellenden Restspannungen werden gleichmäßig in Umfangsrichtung auf die kreisförmige Bodenplatte 20 verteilt Infolgedesssen werden auch die aus dem Schweißvorgang resultierenden Verformungen gleichmäßig über die kreisförmige Bodenplatte 20 verteilt. Dadurch, daß die entsprechenden Abschnitte gleich groß und gleich geformt sind, kann der Schweißvorgang erheblich vereinfacht werden. Auf die so gebildete Bodenplatte 20 wird dann in bekannter Weise der Mantel aufgesetzt und verschweißt Die in F i g. 1 gekrümmt gezeichneten Schweißnähte 31 und 32 können auch gerade ausgeführt werden, so daß die Bodenplatte 20 die Form eines regelmäßigen Polygons hat

Bei der in F i g. 2 gezeigten Ausführungsform sind um den kreisförmigen ebenen Mittelabschnitt 30, der den Radius Ri hat, drei kleinere Außenabschnitte 24| mit einem äußeren Radius R₂ angeordnet. Zwischen den kleineren Außenabschnitten 24! ist jeweils ein größerer Außenabschnitt 242 mit einem äußeren Radius Rz angeordnet. Alle Endabschnitte haben einen äußeren Radius Ro. Jedem größeren Außenabschnitt 242 ist ein Außenabschnitt 244 nut dem inneren Radius Ri zugeordnet Jedem kleineren Außenabschnitt 24i ist ein größerer Endabschnitt 243 mit dem kleineren Innenradius R₂ zugeordnet Die benachbarten Außenabschnitte 24i und 242 sowie die benachbarten Endabschnitte 24j und 244 sind miteinander längs durchgehender radialer gerader Schweißnähte 22 verbunden. Die Schweißnähte 32, mit denen die Außenabschnitte 24i und 242 mit den zugehörigen Endabschnitten 243 bzw. 244 verbunden sind, treffen in einem radialen Abstand auf die durchgehenden geraden radialen Schweißnähte 22.

Bei der in F i g. 3 gezeigten Ausführungsform sind um den ebenen kreisförmigen Mittelabschnitt 30 herum sechs gleichgroße ringsektorförmige Außenabschnitte 24a angeordnet und mit dem Mittelabschnitt 30 längs der Schweißnähte 31 und miteinander längs der Schweißnähte 22 verschweißt. Um den so gebildeten Plattenabschnitt herum sind sechs ringsektorförmige Endabschnitte 24Zj angeordnet die mit den äußeren Rändern der Außenabschnitte 24a längs der Schweißnähte 32 und miteinander durch gerade radiale Schweißnähte 22 verbunden sind. Die geraden radialen Schweißnähte 22 der Außenabschnitte 24a und die geraden radialen Schweißnähte 22 der Endabschnitte 24b sind in Umfangsrichtung zueinander versetzt so daß jede Schweißnaht 22 zwischen zwei Außenabschnitten 24a so auf die Schweißnaht 32 zwischen den Außenabschnitten 24 und den Endabschnitten 24b trifft, daß ein T gebildet wird.

Bei der in Fig.4 gezeigten Ausführungsform einer Bodenplatte 20 eines Reaktorbehälters sind um einen kreisförmigen Mittelabschnitt 30 herum sechsundreißig ringsektorförmige Außenabschnitte 24 angeordnet Jeweils drei Außenabschnitte 24 durch radiale gerade Schweißnähte 22 miteinander zu einem Außenelement verbunden, so daß man zwölf Außenelemente a bis 1 erhält die miteinander wiederum längs der geraden radialen Schweißnähte A bis L verschweißt sind. Bei dieser Ausführungsform lassen sich die einzelnen Außenabschnitte 24 einfach transportieren und an Ort und Stelle zur ebenen Bodenplatte 20 verschweißen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Behälter, insbesondere für einen Kernreaktor, mit einem Deckel, einem Mantel und einem Boden, die miteinander verschweißt sind, wobei der Boden einen Mittelabschnitt aufweist, mit dem Außenabschnitte verschweißt sind, die miteinander längs zu einem gemeinsamen Zentrum im Mittelabschnitt laufender, in radialen Ebenen liegender Schweißnähte verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelabschnitt aus einer ebenen Platte (30) in Form einer Kreisscheibe oder eines regelmäßigen Polygons besteht und mit den ebenfalls ebenen Außenabschnitten (24a; 24i, 242) zu einem flachen kreis- oder polygonförmigen Boden is verbunden ist

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenabschnitte (24a; 24i, 242) mit äußeren ebenen Endabschnitten (24Zj; 243, 24₄) zu einem flachen kreis- oder polygonförmigen Boden (20) verschweißt sind, wobei auch die Endabschnitte durch radiale gerade Schweißnähte (22) miteinander verbunden sind.

3. Behälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Außenabschnitte (24i, 24σ) mit den Endabschnitten (243, 24₄) verbindenden Schweißnähte (32) zueinander radial versetzt sind.