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Durchführung für Meßleitungen
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Die Erfindung betrifft eine Durchführung für Meßleitungen oder dergleichen
durch Druckbehälterwandungen bei Kernreaktoranlagen, insbesondere bei gasgekühlten
Kernreaktoren.
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Kontinuierliche Überwachung aller im Kernreaktor verlaufenden-Vorgänge,
einschließlich auftretender Störfälle, setzt eine ausreichende Ausgestaltung der
ganzen Kernreaktoranlage mit Meß- und Kontrollinstrumenten voraus. Die zur Überwachung
bestimmten Bereiche und Komponenten der eigentlichen Kernreaktoranlage sind während
des Betriebes des Kernreaktors Einwirkungen ausgesetzt, die sich negativ auf ihren
störungsfreien Betrieb auswirken können. Die überwiegende Anzahl von Meßdaten, die
über den technischen Zustand der im aktivierten
Raum befindenden
Reaktorkomponenten Auskunft geben, werden indirekt durch Zusatzmaßnahmen festgestellt.
Die hier angeordneten Sonden und Meßgeräte sind so beschaffen, daß sie während der
ganzen Betriebszeit des Reaktors möglichst keine Beschädigungen aufweisen. Dies
betrifft insbesondere die Meßeinrichtungen, die in die Reaktorkomponenten integriert
sind. Die überwiegende Anzahl von Meßinstrumenten wird vor der Inbetriebnahme des
Reaktors im später aktivierten Bereich angeordnet und mit dem nichtaktivierten Bereich,
der sich außerhalb des den Reaktor umgebenden Reaktorbehälters befindet, durch elektris-che
Leiter verbunden. Die elektrischen Leiter dienen einerseits als Stromversorger für
die Meßinstrumente und andererseits übermitteln sie die Meßwerte an die Auswertegeräte.
Es ist vorteilhaft, die elektrischen Leiter möglichst in wenigen Durchführungen,
die im Betonbehälter ausgebildet sind, anzuordnen. Meßvorrichtungen, z.B. Thermoelemente,
die relativ einfach konzipiert sind, werden vorzugsweise in der Druckbehälterschale
angeordnet bzw.
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werden in diesem Bereich, die sie verbindenden elektrischen Leiter
in den in der Druckbehälterschale ausgebildeten Durchführungen installiert. In der
Regel wird der innere Reaktorbereich mit mehreren Thermoelementen und ähnlichen
Meßkomponenten ausgestattet. Diese Notwendigkeit ergibt sich aus dem Umstand, daß
eine ausreichende Überwachung des ganzen Innenbereiches mit einem Thermoelement
nicht durchgeführt werden kann. Desweiteren müssen mögliche Ausfälle der genannten
Meßvorrichtungen berücksichtigt werden. Weil die Druckbehälterschale im Vergleich
mit der Seitenwand der Behälterwandung einen einfachen Zutritt in den Innenbereich
ermöglicht, werden die Durchführungen vorwiegend hier ausgebildet. Neue und zusätzliche
Meßvorrichtungen bzw. ihre elektrische Leiter werden bekannterweise auch in der
Druckbehälterschale angeordnet. Die im wesentlichen standardisierte Form der Druckbehälterschale,
insbesondere ihre begrenzte Oberfläche, erschwierigt eine weitere Anordnung von
zusätzlichen Durchführungen in diesem Bereich. Die bekannte Lösung dieses Problems
besteht darin, daß alte Meßvorrichtungen durch neue,
qualitativ
bessere, ersetzt werden. Diese Lösungsmöglichkeit ist aber nur dann denkbar, wenn
durch die neue Meßvorrichtung ein größerer Informationswert der gemessenen physikalischen
Größe erreicht wird.
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Auf dem Gebiet der Kernreaktortechnik ist jedes neues und zusätzliche
Meßergebnis, daß durch das Ersetzen eines alten Meßgerätes durchs neue erreicht
wird, mit erheblichem Finanzaufwand verbunden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen,
die es ermöglicht auf einem Druckbehälterdeckel, dessen Oberfläche durch andere
Durchführungen nahezu besetzt ist, eine Vielzahl von Thermoelementen und sonstigen
Meßleitungen zu führen.
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Diese Aufgabe wird durch einen an der Druckbehälterschale befestigten
Stutzen gelöst, der sich einseitig ausweitet und mit einem Deckel versehen ist,
der eine Vielzahl von Rohranschlüssen aufweist.
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Die Lösung der hier gestellten Aufgabe zeigt, wie eine Vielzahl von
an die Druckbehälterschale angeschweißten Rohr anschlüssen durch einen gemeinsamen
Rohranschluß ersetzt werden kann. Durch den neuen gemeinsamen Rohranschluß, dessen
Funktion es ist, die Druckbehälterschale mit den einzelnen alten Rohranschlüssen
zu verbinden, wird auf einfache Art die Oberfläche der Druckbehälterschale indirekt
vergrößert. Der neue Rohranschluß ist als ein einseitig sich ausweitender Stutzen
ausgebildet.
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Der trichterförmig ausgebildete Stutzen ist mit einem Ende, das eine
kleinere Öffnung aufweist an die Druckbehälterschale angeschweißt, wobei der innere
Durchmesser desangeschlossenen Stutzens und die in der Druckbehälterschale ausgebildete
Öffnung einander entsprechen. Das andere Ende des Stutzens, das eine größere Öffnung
aufweist, ist mit einem Flansch versehen. Von oben ist der Stutzen mit einem Deckel
abgeschlossen, der ebenfalls
einen Flansch aufweist. Die beiden
Flansche entsprechen einander und sind miteinander verschraubt und dichtgeschweißt.
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Die Rohranschlüsse, die bei der alten Ausführung direkt mit der Druckbehälterschale
verbunden waren, sind erfindungsgemäß im Deckel in Öffnungen angeordnet und mit
ihren innenliegenden Enden mit dem Deckel verschweißt. Der Deckel des Stutzens,
der unabhängig von der Druckbehälterschale konzipiert werden kann, wird vorteilhaft
kugelkalottenförmig ausgebildet. Die im Deckel des Stutzens angeordneten Rohranschlüsse
verbinden den inneren aktivierten Raum des Betonbehälters mit den sich im nichtaktivierten
Bereich angeordneten Auswerteapparaten und müssen an der Verbindungsstrecke die
vorausgesetzte Gasdichtheit erfüllen. Der im Reaktorinneren auftretende Druck und
hohe Temperatur wirken in teilweise abgeschwächter Form auf alle Komponenten des
Reaktors, zu denen das gasförmige Kühlmittel Zutritt hat. Diese Belastungen wirken
auch auf die Schweißnähte, die die Rohranschlüsse mit dem Deckel verbinden. Vorteilhaft
kann diese unerwünschte Belastung so verringert werden, daß ihre Wirkung auf den
Deckel weitergeleitet wird. Die Weiterleitung des Druckeinflusses wird so erreicht,
daß das mit dem Deckel verbundene Ende des Rohranschlusses eine Ausweitung aufweist
und im Deckel in einer Öffnung angeordnet ist und die ihn umgebende Deckelschicht
korrespondieren einander. Als günstig haben sich solche Öffnungen im Deckel erwiesen,
die als Kegelstumpf ausgebildet sind, dessen Seitenwand konkav gewölbt ist. So beschaffene
Verbindungen zwischen den Rohr ans chlüssen und dem Deckel entlasten die für die
Gasdichtheit bestimmte Schweißnaht ausreichend.
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Rohrverbindungen, die den aktivierten Raum des Reaktors mit den Auswertegeräten
verbinden, werden in der Regel aus mehreren Einzelteilen ausgebildet, die miteinander
verschweißt sind.
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Bei der Verbindung des Rohranschlusses mit dem Verlängerungsrohr wird
darauf geachtet, daß die Aufgabe der Schweißnaht lediglich auf die Gasdichtheit
beschränkt bleibt. Aus gleichen Gründen, wie sie bei der Verbindung zwischen dem
Rohranschluß
und dem Deckel erläutert wurden, wird dabei geachtet,
daß die Wirkung des vom Reaktorinnerem herrührenden Druekes, der auch diese Schweißstelle
belastet, weitergeleitet wird. Vorteilhaft kann die Entlastung der Schweißnaht mit
einem abgesetzten Rohrstück durchgeführt werden. Das abgesetzte Rohrstück verbindet
hier den Rohranschluß mit der Rohrverlängerung, wobei der innere Durchmesser des
Rohranschlusses und der äußere Durchmesser des abgesetzten Teiles des Rohrstückes
einander entsprechen und dieser Teil des Rohrstückes in den Rohr anschluß hineinragt.
Der innere Durchmesser des Rohrstückes und der äußere Durchmesser des Verlängerungsrohres
entsprechen auch einander.
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Das Ende des Verlängerungsrohres, das mit dem Rohranschluß verbunden
ist, ist mit einem Bund versehen. Der Durchmesser des Bundes ist größer als der
innere Durchmesser des abgesetzten Rohrstückes. Der Rohranschluß ist mit dem Verbindungsrohr
derart verbunden, daß sich das Verlängerungsrohr im ganzen Innenbereich des Rohrstückes
erstreckt und an dessem Ende, das in den Rohranschluß hineinragt, stützt es sich
ab. Das andere Ende des Rohrstückes ist mit der Außenwand des Verbindungsrohres
verschweißt. Das Ende des Rohranschlusses ist mit der abgesetzten Kante des Rohrstückes
verschweißt. Bei einer derartigen Ausbildung des Rohranschlusses mit dem Verlängerungsrohr
wird die Hauptbelastung, die durch den Druck entsteht auf die Schweißnaht weitergegeben,
die den Rohranschluß mit, dem abgesetzten Rohrstück verbindet. Die andere Schweißnaht,
die das Rohrstück mit dem Verlängerungsrohr verbindet, garantiert die Gasdichtheit
der ganzen Verbindung.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß durch eine einfache Verlegung der Verbindungsstellen zwischen den Rohr anschlüssen
und der Druckbehälterschale es ermöglicht ist, eine Vielzahl von neuen Meßeinrichtungen
in den inneren Bereich des Reaktors zu leiten, wobei eine Zugänglichkeit zu den
Einzelelementen gewährleistet ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung- ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben.
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Es zeigt: Fig. 1 einen Stutzen mit einer Vielzahl von Rohranschlüssen,
der an der Druckbehälterschale befestigt ist, Fig. 2 ein im Deckel des Stutzens
ausgebildeter Rohranschluß, Fig. 3 eine Verbindung zwischen dem Rohranschluß und
der Rohrverlängerung und Fig. 4 eine Verbindung zwischen dem Rohr anschluß und dem
abgesetzten Rohrstück.
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In Fig. 1 wird ein Stutzen 2 mit einer Vielzahl von Rohranschlüssen
4 gezeigt, der an die Druckbehälterschale 1 angeschweißt ist, wobei der Stutzen
2 an eine Öffnung 7 anschließt, die in der Druckbehälterschale 1 ausgebildet ist.
Der Durchmesser der Öffnung 7 und der innere Durchmesser des- Stutzens 2 entsprechen
einander. Der Stutzen 2 ist trichterförmig ausgebildet und das Ende des Stutzens
2, das einen größeren Durchmesser aufweist, ist mit einem Flansch 8 versehen. Von
oben ist der Stutzen 2 mit einem Deckel 3, der auch ein Flansch 9 aufweist, versehen.
Die beiden Flansche 8, 9 sind miteinander verschraubt und dicht verschweißt. Im
Deckel 3 sind die Rohranschlüsse 4 ausgebildet und mit ihren innenliegenden Enden
mit dem Deckel 3 verschweißt.
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In der Fig. 2 wird ein im Deckel 3 ausgebildeter Rohranschluß 4 dargestellt.
Die Öffnung 11 im Kalottendeckel 3 ist als ein Kegelstumpf ausgebildet, dessen Seitenwände
konkav gewölbt sind. Der Rohranschluß 4 ist in der Öffnung 11 angeordnet und
mit
der Innenwand 12 des Kalottendeckels 3 verschweißt. Das andere Ende des Rohranschlusses
4 schließt an ein Verl-ängerungsrohr 14 an.
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Die Fig. 3 zeigt eine detaillierte Darstellung der Verbindung zwischen
dem. Rohranschluß 4 und dem Verlängerungsrohr 14.
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Der Rohranschluß 4 und das Verlängerungsrohr 14 sind durch ein abgesetztes
Rohrstück 15 verbunden. Der äußere Durchmesser des abgesetzten Teiles 16 des Rohrstückes
15 und der innere Durchmesser des Rohranschlusses 4 entsprechen einander, wobei
der abgesetzte Teil 16 des Rohrstückes 15 in den Rohranschluß 4 hineinragt. Der
innere Durchmesser des Rohrstückes 15 und der äußere Durchmesser des Verlängerungsrohres
14 entsprechen einander. Das Ende des Verlängerungsrohres 14, das an den Rohranschluß
4 anschließt, ist mit einem Bund 17 versehen und der Durchmesser des Bundes 17 ist
größer als der innere Durchmesser des Rohrstückes 15. Der Bund 17 stützt sich am
Rohrstück 15 ab. Das freie Ende des Rohranschlusses 4 ist mit dem Rohrstück 15,
dessen abgesetzter Bereich 16 in den Rohranschluß 4 hineinragt, verschweißt und
das andere Ende des abgesetzten Rohrstückes 15 ist durch die Schweißnaht 19 mit
der Außenwand des Verlängerungsrohres 14 verbunden.
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In der Fig. 4 wird die Verbindung zwischen dem Rohranschluß 4 und
dem abgesetzten Rohrstück 15 gezeigt. Der abgesetzte Teil 16 des Rohrstückes 15
ist im Rohranschluß 4 angeordnet und das Ende des Rohranschlusses 4 ist mit dem
Rohrstück 15 verschweißt.
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Kurzfassung Durch eine Durchführung für Meßleitungen oder dergleichen
durch Druckbehälterwandungen bei Kernreaktoranlagen, insbesondere bei gasgekühlten
Kernreaktoren, soll eine Vorrichtung geschaffen werden, die es ermöglicht auf einen
Druckbehälterdeckel, dessen Oberfläche durch andere Durchführungen nahezu besetzt
ist, eine Vielzahl von Thermoelementen und sonstigen Meßleitungen zu führen. Dies
wird durch einen an der Druckbehälterschale befestigten Stutzen erreicht, der sich
einseitig ausweitet und mit einem Deckel versehen ist, der eine Vielzahl von Rohranschlüssen
aufweist.
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Bezugszeichenliste 1 Druckbehälterschale 2 Stutzen 3 Deckel 4 Rohranschluß
5 Außenwand der Druckbehälterschale 6 Innenwand der Druckbehälterschale 7 Öffnung
in der Druckbehälterschale 8 Flansch 9 Flansch 10 Verschweißung 11 Öffnung im Deckel
12 Innenwand des Kalottendeckels 13 Außenwand des Kalottendeckels 14 Verlängerungsrohr
15 abgesetztes Rohrstück 16 abgesetztes Teil des Rohrstückes 17 Bund 18 Schweißverbindung
zwischen dem Rohranschluß u.d. Rohrstück 19 Schweißverbindung zwischen dem Rohrstück
u.d. Verlängerung 20 Durchführungselement 21 Schweißverbindung zwischen dem Rohranschluß
und dem Kalott deckel 22 abgesetzter Bereich des Rohrstückes 23 Innenraum des Reaktorbehälters