DE2936694C2 - Wärmebehandlungs-Vorrichtung zur Verlängerung der Lebensdauer eines Druckbehälters, insbesondere eines Reaktordruckbehälters - Google Patents

Description

am Innenumfang des Druckbehälters 1 dichtend an. Der Unterteil 3c des Haltekörpers 3 weist eine Ringwand 3c 1 auf. mit der der Haltekörper 3 dichtend am Innenumfang der Bodenkalotte id anliegt Die Ringwand 3c 1 ist über die achsnormal verlaufende s Stirnwand 3c2 mit dem rohrförmigen Mittelteil 3a des Haltekörpers 3 verbunden.

Der Reaktorraum ist mit 5, der die Reaktorkaverne 1' umgebende, aus Spannbeton bestehende biologische Schild ist mit 6, die Betonkonstruktion der Reaktorraumwände ist mit 7 und die den Reaktorraum 5 abdeckenden und nach außen abschirmenden Deckenriegel sind mit 8 bezeichnet

Die Wärmebehandlung der Druckbehälterwand la erfolgt bei von Wasser entleertem und nach außen '5 durch die Deckenriegel 8 abgeschirmtem Reaktorraum 5 und dementsprechend auch bei von Wasser entleertem Druckbehälterinnenraum ib. Die Entleerung erfolgt mittels der Tauchpumpe 27, welcher nicht näher dargestellte flexible Saug und DruckSchlaucMeitungen zugeordnet sind. Sie ist am unteren Ende der Rohre 28 der Vorrichtung WVso befestigt daß sie bei eingefügter Vorrichtung mit ihrem Saugstutzen am tiefsten Punkt der Bodenkalotte id zu liegen kommt Auf die Rohrleitungen 28, welche der Kühlluftführung und als Gerüst für die Vorrichtung WVdienen, wird später noch eingegangen. Die Vorrichtung IV/ wird mit ihrem Haltekörper 3 nach Ausräumung und Entleerung des Druckbehälter 1 soweit in diesen herabgelassen, bis der Haltekörper mit seiner Ringwand 3c 1 an der Bodenka- w lotte id und mit seinem Ringflansch 362 am Innenumfang des Druckbehälters 1 dichtend anliegi. Weitere Dichtungssteilen sind gebildet durch die Ringwand 3a 1, mit welcher der Mittelteil 3a des Haltekörpers 3 am oberen Rand des hohlzylindirsch geformten thermischen Schildes 9 anliegt, und durch die Zwischenwand 3a 2, welche die äußeren Zonen des Innenraumes 3d des Mittelteils 3a vom Bodenkalottenraum id' abtrennt, so daß von den Rohren 28 in den Raum id' zwecks Schemelkühlung eingeblasene Kühl- "" luft durch den freibleibenden Zentralkanal 3d' wieder nach oben entweichen kann. Der thermische Schild 9 dient dazu, im Betrieb des Reaktors die Druckbehälterwand la vom Reaktorkern thermisch und gegen einen großen Teil der Neutronenstrahlung abzuschirmen. Ein solcher thermischer Schild ist insbesondere bei Reaktordruckbehältern älterer Bauart anzutreffen, für die inzwischen ein Erholungstempern akut werden kann. Der thermische Schild 9 stützt sich auf einer am Innenumfang des Druckbehälters 1 befestigten Konsole 10 mit seinem unteren Ende ab. Sofern die Wärmebehandlung sich auf einen Reaktordruckbehälter beziehen würde, welcher keinen gesonderten thermischen Schild aufweist (die Funktion des thermischen Schildes wird dann vom sogenannten Kernbehälter übernommen), so würde mit dem Haltekörper 3 ein entsprechender thermischer Schild zwecks Durchführung der Wärmebehandlung eingefügt werden, damit der zur Wärmebehandlung mittels Heizgas erforderliche Ringspalt 12, der im vorliegenden Falle zwischen Außenumfang des thermischen Schildes 9 und dem zylindrischen Innenumfang des Druckbehälters 1 begrenzt wird, gebildet wird. Wie ersichtlich, ist der Haltekörper 3 weiterhin so in das Innere 16 des Druckbehälters 1 eingefügt, daß zwischen dem Haltekörper 3 und dem Innenumfang des ^b5 thermischen Schildes 9 ein Konvektionsraum 11 gebildet ist Dieser KonvektioEsraum 11 kommuniziert an seinem unteren Ende mit dem schon erwähnten Ringspalt 12.

Der Konvektionsraum 11 und der dazu strömungsmäßig in Reihe liegende Ringspalt 12 bilden über Saugroitre 22 und Druckrohre 23 sowie über Gebläse 20 einen in sich geschlossenen Kreislauf für das Heizgas, welches über die Heizelemente 2a zwecks Aufheizung geführt wird, bevor es den Ringspalt 12 durchströmt Eifindungsgemäß sind nun die Heizelemente 2a der Heizeinrichtung 2 innerhalb des Konvektionsraumes 11 angeordnet und sind die Saugrohre 22 an das obere Ende des Ringspaltes 12 und die Druckrohre 23 an das obere Ende des Konvektionsraumes 11 angeschlossen. Die Gebläse 20 sind im Bereich der oberen Enden der Saugrohre 22 und der Druckrohre 23 so angeordnet, daß das Heizgas den Konvektionsraum 11 von oben nach unten, anschließend den unteren Umlenkraum 14 und dann den Ringspalt 12 von unten nach oben durchströmt (vgl. hierzu Strömungspfeile f). Es ist nicht erforderlich, gesonderte Saug und Druckrohre 22, 23 vorzusehen; stattdessen könnten auch entsprechende Ringkanäle vorgesehen sein, welche durch die Ringwände des HaltekörperOberteils 3b gebildet werden. Wie erwähnt, bilden das Gerüst der Vorrichtung WV die Kühlrohre 28, die über entsprechende Querstreben 29 zu einem in sich starren Gebilde miteinander verbunden sind. An ihnen befestigt sind die aus einem isolierenden, temperaturbeständigen Material, z. B. einer Ganzmetallisolierung, bestehenden Wände des Haltekörpers 3, wobei Segmente dieser Wände (nicht dargestellt sowie in der älteren Anmeldung P 28 20 442.4 bereits beschrieben) zunächst auf einen kleineren Durchmesser bringbar sind, damit die Vorrichtung IVV durch die Behälteröffnung Ie einfügbar ist. Erst nach dem Einfügen werden diese Wände dann auf ihren endgültigen Durchmesser, so wie in der Figur dargestellt, gebracht. Die gesamte Vorrichtung ruht auf dem planen Behälterflansch ig mittels Querträgern 30, von denen nur einer dargestellt ist. Diese Querträger 30 können beispielsweise als dreiarmiger Stern ausgebildet sein; sie sind mit den Rohren 28 fest verbunden und durchdringen die Wände des Haltekörpers 3 in entsprechenden Durchgangsöffnungen 363. Von den dargestellten Rohren 28, von denen lediglich vier ersichtlich sind, in Wirklichkeit sind es mehr, dienen beispielsweise zwei Rohrleitungen für die Schemelkühlung während der Wärmebehandlung, und weitere vier dienen zur Abkühlung des Reaktorinnenraumes ib und der zugehörigen Wandpartien nach der durchgeführten Glühung.

Im übrigen sind bezeichnet mit 31 Tragpratzen des Druckbehälters 1, mit denen er auf entsprechenden Konsolen 32 des biologischen Schildes aufruht, mit 33 eine DruckbehälterAußenisolierung, die als temperaturbeständige Metallfolienisolierung ausgebildet ist und bei der Wärmebehandlung die Abstrahlungsverluste reduziert. 34 sind sogenannte Poller zum Ansetzen von Tragseilen einer Hebevorrichtung, 35 ist ein ThermoMeßbalken. Die elektrischen Zuleitungen für die Heizelemente 2a, die z. B. aus WiderstandsHeizspiralen bestehen, sind nicht dargestellt, ebensowenig die Meßleitungen Die Rohre 28 sind in ihrem oberen Bereit*¹ zwecks vereinfachter Darstellung lediglich strichpunktiert und durch die Betonriegel zu einer nicht dargestellten Kühlluftquelle geführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   WärmebehandlungsVorrichtung zur Verlängerung der Lebensdauer eines Druckbehälters, insbesondere eines Reaktordruckbehälters, dessen wannfester Werkstoff durch Neutronenfluenz zeitabhängigen Gefügeveränderungen unterworfen ist, bestehend aus einer Heizeinrichtung, die benachbart zu den zu behandelnden Wandpartien des Druckbehälters im Innenraum desselben in Stellung bringbar ist, ferner bestehend aus einer Halterung für die Heizeinrichtung, aus Versorgungsleitungen für den der Heizung dienenden Energieträger sowie aus Isoliermitteln zur Fernhaltung der Wärme von nicht der Behandlung ausgesetzten wärmesensitiven Behälterteilen und zur Reduzierung der Wärmeverluste während der Behandlung, <vobei die Halterung für die Heizeinrichtung aus einem im wesentlichen zylindrischen wärmeisolierenden Haltekörper besteht, der durch die Behälteröffnung hindurch in den Druckbehälter einfügbar und aus letzterem wieder herausnehmbar ist, und der Druckbehälter mit einem zu seinem Innenumfang mit Ringspalt angeordneten, im wesentlichen hohlzylindrisch geformten thermischen Schild versehen ist, wobei ferner die Wärmebehandlung bei entleertem und nach außen durch Deckenriege! abgeschirmtem Reaktorraum erfolgt, zwischen dem eingefügten Haltekörper und dem Innenumfang des thermischen Schildes ein Konvektionsraum gebildet ist und dieser Konvektionsraum über Saugrohre und Druckrohre und über Gebläse mit dem zwischen Druckbehälterwand und thermischem Schild angeordneten Ringspalt kommunizierend einen in sich geschlossenen Kreislauf für das Heizgas bildet, welch letzteres über Heizelemente der in den Kreislauf eingefügten Heizeinrichtung geführt wird, bevor es den Ringspalt durchströmt, nach Patent 28 51925, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente (2a) der Heizeinrichtung (2) innerhalb des Konvektionsraumes (11) angeordnet sind, daß die Saugrohre (22) an das obere Ende des Ringspaltes und die Druckrohre (23) an das obere Ende des Konvektionsraumes (U) angeschlossen sind und daß die Gebläse im Bereich der oberen Enden der Saugrohre (22) und Druckrohre (23) so angeordnet sind, daß das Heizgas den Konvektionsraum (U) von oben nach unten, anschließend einen unteren Umlenkraum (14) und dann den Ringspalt (12) von unten nach oben durchströmt

   Die Erfindung bezieht sich auf eine WärmebehandlungsVorrichtung zur Verlängerung der Lebensdauer eines Druckbehälters, insbesondere eines Reaktordruckbehälters, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

   In der Hauptanmeldung P 28 51 925.7 ist eine solche WärmebehandlungsVorrichtung bereits vorgeschlagen worden. Bei dem dort in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die der Heizgasumwälzung dienenden Saugrohre und Druckrohre des Gebläses über den Wasserspiegel der Reaktorgrube hinaus nach oben verlängert. Das Wasserbad dient als Neutronenabschirmung beim öffnen und Ausräumen des Reaktordruckbehälters und beim Einfügen der Heizeinrichtung; es wird, wenn die Deckenriegel in Position gebracht sind, wieder abgepumpt. Dabei ist das Gebläse an den oberen, über den Wasserspiegel hinausragenden Enden der Saug und Druckrohre angebracht Dies hat zwar den Vorteil, daß die Vorrichtung mit ihrem Haltekörper noch bei mit Wasser gefüllter Reaktorgrube in Position gebracht und erst anschließend das Wasser aus der Reaktorgrube und dem Druckbehälter herausgepumpt werden kann. Jedoch ist der Weg von den Heizelementen bis hin zum eigentlichen Aufheizort, nämlich zu dem "0 zwischen dem thermischen Schild und der Druckbehälterwand gebildeten Ringspalt relativ lang.

   Der vorliegenden Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, die WärmebehandlungsVorrichtung nach der Hauptanmeldung derart zu verbessern und weiter auszubilden, daß sie wesentlich kürzere Transportwege für das Heizgas im Strömungsweg von den Heizelementen bis zum Ort der Aufheizung aufweist so daß damit die Wärmeverluste auf diesem Weg geringer werden.

   Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe bei einer WärmebehandlungsVorrichtung der eingangs definierten Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß sich ein relativ kurzer Strömungsweg für das Heizgas /.wischen den Heizelementen und den aufzuheizenden Wandpartien ergibt

   Im folgenden wird anhand eines in der Zeichnung dargerteliien Ausführungsbeispiels die Erfindung noch näher erläutert Die einzige Figur zeigt eine Wärmebeheizungsvorrichtung nach der Erfindung in ihrer Arbeitsstellung, eingefügt in das Innere eines Reaktordruckbehälters, schematisch in einem Längsschnitt

   Von dem in der einzigen Figur dargestellten KernreaktorDruckbehälter 1 (im folgenden vereinfachend als Druckbehälter bezeichnet), der aus einem warmfesten legierten Stahl besteht, sind insbesondere die durch Punktierung hervorgehobenen Wandpartien la während des Betriebes der vom Reaktorkern ausgehenden Neutronenstrahlung ausgesetzt und unterliegen deshalb mit zunehmender Standzeit einer Gefügeveränderung in Richtung auf eine Versprödung des Werkstoffes. Dies kann dazu führen, daß der Druckbehälter 1, z. B. nach 20 Jahren Betrieb, herausgenommen und durch einen neuen ersetzt werden muß. Die Lebensdauer des Druckbehälters 1 kann indessen durch eine Wärmebehandlung auf der Basis des Erholungstemperns mit der nachfolgend beschriebenen Vorrichtung verlängert werden. Die als Ganzes mit WV bezeichnete WärmebehandlungsVorrichtung besteht aus einer Heizeinrichtung 2 mit gestrichelt angedeuteten Heizelementen 2a, die benachbart zu den zu behandelnden Wandpartien la des Druckbehälters 1 im Innenraum \b desselben in Stellung bringbar ist Hierzu ist, wie ersichtlich, der Druckbehälter 1 von seinen Einbauten befreit bis auf einen Schemel Ic im Bereich seiner Bodenkalotte id. Der verstärkte Behälterflansch if, an dem normalerweise der nicht dargestellte Druckbehälterdeckel mittels Flanschschrauben dichtend verspannt wird, umspannt eine Behälteröffnung Ie. Der Druckbehälter 1 hat eine im wesentlichen hohlzylindrische topfförmige Gestalt

   Die Halterung für die Heizeinrichtung 2 besteht aus einem im wesentlichen hohlzylindrischen, thermisch isolierenden Haltekörper 3, welcher einen rohrartigen Mittelteil 3a und je einen demgegenüber im Durchmesser erweiterten Oberteil 3b und Unterteil 3c aufweist Der Haltekörper 3 liegt im dargestellten eingefügten Zustand mit einem Ringflansch 3b 2 seines Oberteils 3b