DE2920068C2 - Rohrausschlagsicherung mit energieverzehrenden Bauteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrausschlagsicherung mit energieverzehrenden Bauteilen, die im Störfall durch mehrere mediumführende Rohre beaufschlagt werden.

Ein Anwendungsgebiet der Rohrausschlagsicherung mit energieverzehrenden Bauteilen ist bei Frischdampfrohren in Kernreaktoranlagen zu sehen.

Eine derartige energieverzehrende Konstruktion für Rohrleitungen ist aus der DE-OS 24 29 986 bekannt als Fangvorrichtung für gas- oder dampfgefüllte Rohre. Es wird dabei auf die hohen Sicherheitsanforderungen in Kernreaktoranlagen verwiesen, die erfordern, daß bei einem angenommenen Rohrbruch Zerstörungen der in der Umgebung vorhandenen Konstruktiontsteilc uii benachbarten Rohre weitgehend vermieden werden Die notwendigen Fangvorrichtungen für die Rohre müssen einerseits die temperaturbedingte Bewegung des Rohres im Betrieb ohne Behinderung gestatten, andererseits die Kräfte auffangen können, die das Rohr im Falle eines Rohrbruches aus seiner Lage treiben und zusätzlich für die Stoßkräfte ausgelegt sein, die sich durch den Aufprall des bereits beschleunigten Rohres auf die Fangvorrichtung ergeben.
_ In der aus der DE-OS 24 29 986 bekannten Fangvorrichtung ist das wärmebeweglich aufgehängte Rohr öder sind zwei derartige Rohre von einem in der benachbarten Wand verankerten Auffangband umgeben, wobei das Auffängband in einem solchen Abstand um das Rohr herumgeführt ist, daß bei alleii Betriebsbedingungen keine Berührung zwischen Auffangband und Rohr vorkommt und wobei die Biegefestigkeit des Aüffangbandes so gewählt ist, daß es sich infolge Eigenbelastung (Eigengewicht, Erschütterungen, Temperatureinfluß) nur elastisch verformt, während darüber hinausgehende Biegebelastungen eine Lageänderung des Auffangbandes zur Folge haben.

Diese bekannte Fangvorrichtung läßt zwar eine Absicherung von mehreren dicht benachbarten Rohren zu, aber nur, wenn diese in der Querebene zur Rohrlängsachse in einer Linie angeordnet sind, und nicht, wenn die Rohrleitungen beliebig angeordnet sind.

ίο Ein weiteres Beispiel einer energieverzehrenden Konstruktion ist die aus der DE-OS 24 37 725 bekannte Rohrrückhaltevorrichtung. Bei dieser ist zur Begrenzung der Bewegung des Rohres im Falle eines Rohrbruches ein U-förmiges Rückhalteelement in gestimmtem Abstand um das Rohr angeordnet, wobei die Enden dieser Rückhaltestäbe an einem Bauwerksteil durch drehbare Verbindungsstücke befestigt sind und verformbare Grundplatten ein lokales Zusammenbrechen des Rohres auf ein Minimum reduzieren.

Diese zuletzt beschriebene Rohrrückhaltevorrichtung hai aiierdings den Nachteil, daß jeweils nur eine Rohrleitung allein abgesichert werden kann und nicht ein ganzes Rohrleitungssystem.
Auch ist aus der DE-OS 26 58 741 eine Rohrleitungssicherung bekannt, bei der ein Rohr in einer Rahmenkonstruktion aufgenommen ist. Es handelt sich dabei jedoch um einen einseitig offenen Rahmen, und das einzige aufgenommene Rohr wird von einer Schlaufe umgeben, die im Mauerwerk verankert ist und mit dem Rahmen nicht in Verbindung steht.

Schließlich zeigt die DE-OS 26 43 839 im wesentlichen nur eine Sicherheitsvorrichtung mit einer Gitterstruktur oder dergleichen, die ein einzelnes Rohr umgibt

Der Erfindung üegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohrausschlagsicherung zu entwickeln, die eine gemeinsame Absicherung mehrerer beliebig angeordneter, dicht benachbarter Rohrleitungen auf möglichst engem Raum ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die parallel zueinander liegenden Rohrleitungen innerhalb einer quer zur Längsachse der Rohrleitungen angeordneten geschlossenen Rahmenkonstruktion angeordnet sind, daß die Rohrleitungen jeweils von einer hohlkastenförmigen Zwischenkonstruktion umgeben sind, und daß zwischen der Rahmenkonstruktion und den Zwischenkonstruktionen gemeinsam die energieverzehrenden Bauteile angeordnet sind.

Nach weiteren Ausbildungen der Erfindung sind die sich zwischen Rahmen- und Zwischenkonstruktion befindenden energieverzehrenden Bauteile Hohlzylindu.

Ein weiterer Vorschlag der Erfindung geht dahin, daß die energieverzehrenden Bau'eile Bänder sind, die mittels Bolzen an der Rahmen- und Zwischenkonstruklion befestigt sind.

Ferner kann die Zwischenkonstruktion aus einem hohlkastenförmigen Innenteil und einem hohlkastenförmigen Außenteil bestehen, wobei die Teile durch mittlere Querrippen, Deckplatten und eine Mittelplatte miteinander Verbünden sind.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile liegen insbesondere darin, daß durch die Zuordnung von energieverzehrenden Bauteilen zu mehreren beliebig angeordneten Rohren eines Rohrsystems — und nicht nur zu einem einzigen Rohr — ein Raumgewinn zu verzeichnen ist, so daß auch dicht benachbarte Rohrleitungen in einer Rohraiusschlagsicherung tinter-

gebracht werden können, !'•leben diesem Vorteil der kompakten, material- und platzsparenden Bauweise liegen weitere Vorteile darin, daß die normalen thermischen Rohrbewegungen ungehindert erfolgen können, und daß eine breite Auflagefläche zwischen dem Rohr und dem Innenteil der Zwischenkonstruktion im Falle eines Rohrausschlages eine punktförmige Rohrbelastung verhindert

Ein Ausfühn;ngsbeispiel der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die erfindungsgemäße Rohrausschlagsicherung mit energieverzehrenden Bauteilen;

F i g. 2 einen Schnitt A-A durch die Rohrausschlagsicherung.

In F i g. 1 ist die Rohrausschlag-iicherung mit energieverzehrenden Bauteilen dargestellt Sie besteht im wesentlichen aus einer außen angeordneten Rahmenkonstruktion 1, einer um die Rohrleitung liegenden Zwischenkonstruktion 2 und den sich zwischen Rahmenkonstruktion 1 und Zwischenkonstruktion 2 befindenden energieverzehrenden Bauteilen 3 und '·.

Die Rohrleitungen 5, 6 und 7 sind jeweils von zylinderförmigen Wärmeisolierrohren 8 ummantelt Bei den Rohrleitungen 5, 5, 7 kann es sich dabei allgemein um Druckrohre oder speziell um Hauptdampfrohre bzw. Frischdampfrohre, aber auch um Speisewasserrohre oder Kühlmittelrohre handeln. Die Rohrleitungen 5, 6,7 sind von einem hohlkastenförmigen Innenteil 2a der Zwischenkonstruktion 2 umgeben. Das Innenteil 2a hat einen kreisförmigen oder auch quadratischen Querschnitt mit abgerundeten Ecken und der Abstand zwischen Rohr und Innenteil 2a ist so bemessen, daß die normalen thermischen Rohrbewegungen ungehindert erfolgen können. Die Tiefe des Innenteils 2a ist so gewählt, daß im Falle eines Rohrausschlages eine breite Auflagefläche zwischen Rohr und Innenteil 2a zur Verfügung steht und punktförmige Belastungen, die zu einem Abknicken der Rohrleitung führen können, vermieden » .-rden. Während des normalen Betriebes werden die Rohrleitungen 5,6, 7 von der Zwischenkonstruktion 2 der Rohrausschlagsicherung nicht abgestützt.

Die Zwischenkonstruktion 2 besteht desweiteren aus einem hohlkastenförmigen Außenteil 2b, das über mittlere Querrippen 2c mit dem InneM'eil 2a verbunden ist. Ferner sind Innen- und Außenteil über Deckplatten 2d auf beiden Seiten und über eine Mittelplatte 2e verbunden, wie insbesondere auch aus dem Schnitt A-A durch die Rohrausschlagsijherung in F i g. 2 zu sehen ist Die einzelnen Teile 2a. 2b, 2c, 2d, 2e der Zwischenkonstruktion sii/d miteinander verschweißt und bilden eine verwindungsfreie Konstruktion.

Die äußere käfigförmige Rahmenkonstruktion 1 der Rohrausschlagsicherung besteht aus verschweißten Doppel-T-Trägern la. Die spezielle Gestalt und Ausführungsform der Rahmenkonstruktion richtet sich jeweils nach dem vorliegenden Rohrleitungssystem bzw. nach der Rohrleitungsanordnung. Im vorliegenden Beispiel ist neben dem äußeren Käfig ein innerer Rahmen zur Abstützung der Zwischenkonstruktion 2 der Rohrleitung 7 erforderlicht Die einzelnen Teile der Rahmenkonstruktion 1 sind miteinander verschweißt Die starre Rahmenkonstruktion kann in beliebiger Weise und in jeder Lage an einen Geländeteil der Anlage befestigt werden.

Zwischen der Rahmenkonstruktion 1 und der Zwischenkonstruktion 2 sind die energieverzehrenden Bauteile 3 und 4 jeweils paarweise angeordnet Die energieverzehrenden Bauteile 3 sind Hohlzy'iinder und stützen sich über ein zusätzliches Versteifungsblech 9 am Doppel-T-Träger la ab. Sie sind durch eine Schweißnaht an das Blech 9 geheftet, können jedoch auch lose aufgelegt und durch Reibung allein in ihrer Stellung gehalten werden.

Die energieverzehrenden Bauteile 4 sind Bänder, die mittels Bolzen 10 an der Zwischenkonstruktion 2 und an der Rahmenkonstruktion 1 befestigt sind. Die Doppel-T-Träger la sind an den Stellen mit Deckplatten 11 verstärkt, an denen die energieverzehrenden Bauteile 4 mit der Rahmenkonstruktion 1 verbunden sind. Die Bolzen 10 sind mit Nuten versehen und mittels Federn in ihrer Stellung arretiert.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Konstruktion beschrieben.

Bei einem Reißen oder Brechen einer der Rohrleitungen 5, 6 oder 7 verursacht das en"veichende, unter hohem Druck stehende Strömungsunuel einen Druckstoß und damit heftige Bewegungen des Rohres. Die dabei auftretenden hohen Beschleunigungskräfte werden über die starre Zwischenkonstruktion 2 c.n die energieverzehrenden Bauteile 3 und 4 weitergegeben. Die Zwischenkonstruktion 2 der einzelnen Rohrleitungen lassen sich dabei zusammenfassen, so daß hierdurch die auftretenden Kräfte auch auf weiter entfern*, liegende energieverzehrende Bauteile 3, 4 übertragen werden können. Im Ausführungsbeispiel sind die Zwischenkonstruktion 2 der Rohrleitungen 5 und 6 zusammengefaßt.

Die Rohrausschlagsenergie des gerissenen oder gebrochenen Rohres wird durch die energieverzehrenden Bauteile 3, 4 in Verformungsarbeit umgesetzt. Dabei sprechen die Bauteile 3 nur auf Druck an, während die Bauteile 4 bei Zug und Druck energieverzehrend wirken. Die Bauteile 3 und 4 werden bezüglich ihres Materials, ihrer Festigkeit und ihrer Wandstärke entsprechend den benötigten Energieabsorptionskapazitä'en angelegt. Als Material kann beispielsweise Stahl St 52 Verwendung finden.

Die erfindungsgemäße Rohrausschlagssicherung begrenzt die Bewegung der beschädigten Rohrleitungen durch Verformung ihrer energieverzehr mden Bauteile 3,4. Sie verhindert somit eine Beschädigung benachbarter Rohrleitungen oder benachbarter Anlage- und Bauwerksteile. Des weiteren sind Rohrrückpraller nicht möglich. Die Abstände, in denen die Rohrausschlagssicherung im Zuge der Rohrleitung angebracht ist, ist in hohem Maße von der Rohrleitungsführung abhängig.

Um jedes einzelne Rohr ist die Zwischenkonstruktion 2 derart vorgesehen, daß die Zwischenkonstruktion 2 das Rohr mit einem Freiraum umschließt. Die Zwischenkonstruktionen 2 können freie Rewegur.gen ausführen und werden mittels paarweise zugeordneten energieverzehrenden Bauteilen nach Zurücklegen einer Distanz abgebremst. Das Abbremsen der Zwischenkonstruktion 2 erfolg* durch Verformen, bzw. Verbiegen der energieverzehrenden Bauteile bzw. durch Zurücklegen freier Wegstrecken der Zwischertkonstruktionen 2. Die Bauteile sind im speziellen Falte entweder Hohlzylinder oder Bänder die mittels Bolzen Kräfte übertragen und damit abbauen. Hierbei können die energieverzehrende. -. Bauteile einzeln oder zusammen innerhalb der Rahmenkonstruktion 1 angeordnet sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Rohrausschlagsicherung mit energieverzehrenden Bauteilen, die im Störfall durch mehrere mediumführende Rohre beaufschlagt werden, d a durch gekennzeichnet, daß die parallel zueinander liegenden Rohrleitungen (5, 6, 7) innerhalb einer quer zur Längsachse der Rohrleitungen (5, 6, 7) angeordneten geschlossenen Rahmenkonstruktion (1) angeordnet sind, daß die Rohrleitungen (5,6,7) jeweils von einer hohlkastenförmigen Zwischenkonstruktion (2) umgeben sind, und daß zwischen der Rahmenkonstruktion (1) und den Zwischenkonstruktionen (2) gemeinsam die energieverzehrenden Bauteile (3,4) angeordnet sind.

2. Rohrausschlagsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die energieverzehrenden Bauteile Hohlzylinder (3) sind, die sich zwischen Rahmenkonstruktion (1) und Zwischenkonstruktionen (2) befinden.

3. Rohrausschlagsicherung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die energieverzehrenden Bauteile Bänder (4) sind, die mittels Bolzen (10) an der Rahmen- (1) und den Zwischenkonstruktionen (2) befestigt sind.

4. Rohrausschlagsicherung «;ach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenkonstruktion (2) aus einem hohlkastenförmigen Innenteil (2a) und einem hohlkastenförmigen Außenteil (2b) besieht, wobei die Teile durch mittlere Quc.ippen (2c), Deckplatten (2d) und eine Mittelplatte (2e^ miteinander ν ,-bunden sind.