DE3015494A1 - Befestigung von strom- und messleitungsdurchfuehrungen fuer kernreaktoranlagen - Google Patents

Befestigung von strom- und messleitungsdurchfuehrungen fuer kernreaktoranlagen

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DE3015494A1 DE19803015494 DE3015494A DE3015494A1 DE 3015494 A1 DE3015494 A1 DE 3015494A1 DE 19803015494 DE19803015494 DE 19803015494 DE 3015494 A DE3015494 A DE 3015494A DE 3015494 A1 DE3015494 A1 DE 3015494A1
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    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Description

HOCHTEMPERATUR-REAKTORBAU GmbH
Köln 6.3.1980
Int.Nr. 7940
Befestigung von Strom- und Meßleitungsdurchführungen für Kernreaktoranlagen
Die Erfindung betrifft eine Befestigung von Strom- und Meßleitungsdurchführungen für Kernreaktoranlagen.
Kernreaktoranlagen sind unter anderem dadurch charakterisiert, daß bei ihnen eine gesteuerte und selbsterhaltende Kettenreaktion auf einem begrenzten und definierten Raum aufrechterhalten wird. Untrennbarer Bestandteil solcher Kettenreaktionen sind radioaktive Elemente und Strahlungen, die beim Einwirken auf biologische Materie zu ihrer Beschädigung führen können. Die Herabsetzung der hier auftretenden Strahlungsintensität und ihre Lokalisation auf möglichst dem gleichen Raum,
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in dem die selbsterhaltende Kettenreaktion aufrechterhalten wird, wird durch eine vorbestimmte Stahl- und Betonschicht, des den Reaktor umgebenden Betonbehälters, erreicht. Die.Kernspaltung und ihre Umwandlung in Wärmeenergie wird während der ganzen Betriebszeit des Reaktors von Instrumenten überwacht, die von. außen gesteuert werden.
Es sind Durchführungseinrichtungen für elektrische Leiter bekannt, die den inneren aktivierten Bereich, in dem die Meß- und Überwachungsinstrumente angeordnet sind, mit dem unaktivierten Bereich verbinden. Diese Durchführungseinrichtungen sind in der Regel in einer im Betonmantel vorhandenen Öffnung angeordnet, die mit einem Panzerrohr ausgelegt ist. Die Einrichtungen sind derart ausgebildet, daß die durch die Einrichtung ersetzte Betonschicht zu keiner zusätzlichen Erhöhung der Strahlungsexposition außerhalb des Betonbehälters führt. Das wird dadurch erreicht, daß. die Durchführungseinrichtung mit Materialien versehen ist, die eine ausreichende Herabsetzung der Strahlungsintensität gewährleisten. Die zur Strahlungsabschirmung bestimmten Materialien sind im rohrförmigen Gehäuse als voneinander getrennte Schichten ausgebildet und mit elektrischen Leiter versehen, die sich durch das gesamte Gehäuse erstrecken und die beiden Räume verbinden. Bei einer bekannten Ausfuhrungsform ist das eine Ende des
Gehäuses, das an der Innenwand der Wandung angeordnet ist,. 25
mit Schrauben bzw. Bolzen an der Behälterwandung befestigt und in einer Ebene mit ihr angeordnet.
Bekannte Durchführungseinrichtungen haben den Nachteil, daß sie aus relativ vielen oder speziellen Einzelteilen bestehen, wodurch die Herstellungskosten ungünstig beeinflußt werden. Weiter können Schwierigkeiten im Falle auftreten, wenn die Einrichtung Beschädigungen aufweist. Die sich dadurch ergebende Reparatur bzw. Beseitigung oder Auswechselung ist mit erheblichen Komplikationen verbunden, da eine von außen gesteuerte 35
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Instandsetzung bei einer derartigen Durchführungseinrichtung nicht ohne weiteres durchgeführt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befestigung von Strom- und Meßleitungsdurchführungen für Kernreaktoranlagen zu schaffen, die die obengenannten Schwierigkeiten beseitigt und einfach in ihrer Ausführung ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein zylinderartiges, abgesetztes Gehäuse gelöst, das die Druckbehälterwandung des Kernreaktors durchquert und die elektrischen Leiter aufnimmt.
Die Erfindung macht sich im wesentlichen folgende Tatsachen zu Nutzen. Aus dem Strahlenschutz ist bekannt, daß eine Durchdringung, die in einer Abschirmwand vorhanden ist und deren Durchmesser im Vergleich mit der Stärke der Wandung klein ist, die die Öffnung durchdringende Strahlungen kollimiert. Kollimierte Strahlungen können relativ einfach durch bekannte Strahlenschutzmaßnahmen abgeschirmt werden. Eine Möglichkeit, die Strahlungen abzuschirmen, besteht darin, daß senkrecht zur Kollimationsachse, die bei der Anordnung des erfindungsgemäßen Gehäuses in der Durchführung mit der Hauptachse des Gehäuses gleich ist, eine entsprechende Abschirmung, z.B. aus Blei und Parafin, angeordnet wird.
Zusätzlich ist es zweckmäßig die Durchführung in einen Bereich des Betonbehälters anzuordnen, der sich außerhalb von Räumen und Orten der im Reaktor arbeitenden Personen befindet, wodurch eine αμεΓθί^βηαθΓ Schutz vor übermäßiger Bestrahlung erreicht
werden kann.
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Die zweite Tatsache ist, daß ein einer Belastung ausgesetztes Bauteil entlastet werden kann, in dem die von außen einwirkende Belastung weitergeleitet wird.
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Die vorgeschlagene Befestigung ist für Kernreaktoranlagen bestimmt, in denen die innerhalb-des Betonbehälters angeordneten Bauteile hohem Druck, Temperatur und radioaktiven Strahlungen ausgesetzt sind. Die den eigentlichen Reaktor umgebende Betonwand ist einige Meter stark, wobei die Innenwand des Betonbeo
hälters mit einer Stahlauskleidung versehen ist, um. die notwendige Gasdichtheit des Behälters zu garantieren.
Die Dimensionierung und äußere Ausbildung der vorgeschlagenen Befestigung ermöglicht eine einfache Applikation der bekannten und oben beschriebenen Tatsachen auf den Gegenstand der Erfindung.
Das Gehäuse wird vorzugsweise aus Stahl ausgebildet, wobei das Teil, das in der Wanddurchdringung angeordnet ist, und die ihn
To .
umgebende Druckbehälterwandung miteinander korrespondieren. Da die Durchdringung erfindungsgemäß eine Schulter aufweist, an der sich das abgesetzte Gehäuse abstützt, wird die von innen nach außen auf das Gehäuse wirkende Druckbelastung vorwiegend
hier aufgenommen und auf die Behälterwand weitergeleitet. 20
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung berücksichtigen die nicht auszuschließenden Beschädigungen des Gehäuses. Die Befestigung ist in einer Durchführung angeordnet, die an der
Innenseite der Betonwand einen größeren Durchmesser als an der 25
Außenseite aufweist. Demgemäß wird das Gehäuse von innen nach außen angeordnet. Ein Teil des Gehäuses ragt in den Innenbereich des Betonbehälters hinein und wird von einem Rohrstück aus Stahl umgeben. Der Durchmesser des Rohrstückes und der
äußere Durchmesser des Teiles entsprechen einander und die 30
Lange des Rohrstückes und des Teiles sind gleich. Das Rohrstück ist an die Innenwand der Behälterwandung angeschweißt und das andere Ende des Rohrstückes ist mit dem.Ende des Teiles durch eine Lippenschweißung verschweißt.
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In der Randzone der Schweißnaht, die das Rohrstück mit der Wand verbindet, ist eine Nut ausgebildet, deren Aufgabe es ist, die bei der Schweißung auftretenden Spannungen möglichst gering zu halten.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, den Innenbereich des herausragenden Teiles des Gehäuses mit einer Ausnehmung zu versehen, wobei die Tiefe der Ausnehmung und die Länge des herausragenden Teiles gleich sind. Die Ausnehmung kann z.B. als ein abge- -(O stufter Kegelstumpf ausgebildet sein, der sich in Richtung Gehäuseinneres verjüngt.
Die aufgeführten Ausbildungsmöglichkeiten erweisen sich insbesondere dann als vorteilhaft, wenn mögliche Beschädigungen
^c bei der Befestigung auftreten. In dem Falle kann der Einfachheit halber die Schweißnaht, die das Rohrstück mit dem Gehäuse verbindet, abgeschnitten bzw. abgeschliffen werden und das ganze Gehäuse entfernt werden. Das neu eingesetzte Gehäuse wird mit dem freien Ende des zurückgebliebenen Rohrstückes verschweißt. Außer dem, daß der ganze Vorgang ohne jedes Risiko verläuft, ist er schnell und einfach.
Die eigentliche Aufgabe der Befestigung wird von den in dem Gehäuse angeordneten Leiter erfüllt. Der Bereich des Gehäuses, der sich VQn der Innenwandebene der Behälterwandung bis zur in der Durchführung ausgebildeten. Schulter erstreckt, ist mit festem Material, z.B. Stahl ausgebildet. In diesem ausgefüllten Bereich sind Durchbohrungen, deren Durchmesser größer als der Durchmesser der Leiter ist, vorhanden. Es ist vorteilhaft, die Leiter hier mit Glas zu verkleiden und von dem Stahlgehäuse zu trennen. Das Glas garantiert eine ausreichende Isolation, Druck- und Temperaturfestigkeit.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß eine einfache Befestigung und Abdichtung möglich ist,
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. wobei keine Einschränkungen in der Funktion des Gehäuses hingenommen werden müssen. Das Gehäuse ermöglicht auf einem kleinen Raum eine größere Anzahl von Leiter anzuordnen und bei auftretenden Beschädigungen seine einfache Auswechselung. 5
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Dir Figur zeigt im Schnitt eine Befestigung von' Strom-, und Meßleitungscurchführungen für Kernreaktoranlagen, die ein zylinderartiges, abgesetztes Gehäuse 4 aufweisen, das die Druckbehälterwandung 1 des Kernreaktors durchquert und die elektrischen Leiter 6 aufnimmt. Das Gehäuse 4 besteht aus Stahl und ist von innen nach außen der Behälterwandung 1 gerichtet. Die Wanddurchdringung 20 weist an der Innenseite 2 der Druckbehälterwandung 1 eine größere Öffnung auf, als an der Außenseite 18. Das Gehäuse ragt teilweise in den Innenraum 19 des Druckbehälters hinein und ist hier von einem Rohrstück 10 aus Stahl umgeben. Der Durchmesser des herausragenden Teiles 15 des Gehäuses 4 und der innere Durchmesser des Rohrstückes 10 entsprechen einander. Gleiche Länge weisen das Rohrstück-10 und das Teil 15 auf. Das Rohrstück 10 ist an der Innenwand 2 der Behälterwandung 1 angeschweißt, wobei in der Randzone der Schweißnaht 22, die das Rohrstück 10 mit der Innenwand 2 verbindet, eine Nut 9 ausgebildet ist. Die Nut 9 ist in der Innenwand 2 ausgebildet, um die in der Schweißnaht auftretenden Schweißspannungen aufzunehmen. Das freie Ende des an die Innenwand 2 angeschweißten Rohrstückes 10 und das Ende des herausragenden Teiles 15 des Gehäuses 4 sind miteinander durch eine Lippenschweißung 11 verschweißt. Die Wanddurchdringung 20 und das Teil des Gehäuses 4, das ihr angeordnet ist, korrespondieren miteinander, wobei die Wanddurchdringung 20 eine Schulter 3 aufweist. Im Gehäuse 4 sind Leiter 6 angeordnet, die zu ihrer Hauptachse parallel sind und mit einer Isolierung 5 versehen sind. Der Innenbereich des herausragenden Teiles 15 ist mit
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/fi .
. einer Ausnehmung 14 versehen, die sich in Richtung Gehäuseinneres verjüngt. Die Tiefe der Ausnehmung 14 und die Länge des herausragenden Teiles 15 des Gehäuses 4 sind gleich, wobei die Ausnehmung 14 als abgestufter Kegelstumpf ausgebildet ist. Der Bereich 16 des Gehäuses 4, der sich von der Innenwandebene 2 der Behälterwandung 1 bis zur Schulter 3 erstreckt, ist mit festem Material ausgefüllt, z.B. Stahl 7 und Glas Der Innenraum des Gehäuses 4, der sich von der Schulter 3 bis ans Ende des sich außerhalb des Behälters 4 befindenden Ende 13 des Gehäuses 4 erstreckt, ist als Hohlraum ausgebildet.
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Kurzfassung
Mit einer Befestigung von Strom- und Meßleitungsdurchfüh— rungen für Kernreaktoranlagen soll eine Vorrichtung geschaffen werden, die einfach und raumsparend beschaffen ist, leicht anzubringen und mehrfach auszuwechseln ist. Dieses wird durch ein zylinderartiges, abgesetztes Gehäuse erreicht, das die Druckbehälterwandung des Kernreaktors durchquert und die elektrischen Leiter aufnimmt.
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Bezugszeichenliste
1 Druckbehälterwandung
2 Innenwand der Druckbehälterwandung
3 Schulter
4 zylinderartig abgesetztes Gehäuse
5 Isolation
6 Leiter
7 Stahl
8 Anfang des Gehäuses
9 Nut
10 Rohrstück
11 Lippenschweißung
12 Glas
13 Ende des Gehäuses
14 Ausnehmung
15 Herausragender Teil des Gehäuses
16 Füllung
17 Hohlraum
18 Außenwand des Druckbehälters
19 Innenraum des Druckbehälters
20 Wanddurchdringung
21 Hauptachse des Gehäuses
22 Schweißnaht
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Leerseite

Claims (24)

  1. Int. Nr. 7940 6.3.1980
    KR2-Shm
    Ansprüche
    (l) Befestigung von Strom- und Meßleitungsdurchführungen
    für Kernreaktoranlagen, gekennzeichnet durch ein zylinderartiges, abgesetztes Gehäuse (4), das die Druckbehälterwandung (1) des Kernreaktors durchquert und die elektrischen
    Leiter (6) aufnimmt.
    15
  2. 2. Befestigung von Strom- und Meßleitungsdurchführungen, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse
    (4) aus Stahl besteht.
  3. 3. Befestigung von Strom- und Meßleitungsdurchführungen
    nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) in den Innenraum (19) des Druckbehälters hineinragt .
  4. 4. Befestigung von Strom- und Meßleitungsdurchführungen
    nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Innenwand (2) der Behälterwandung (1) herausragende Teil (15) des Gehäuses (4) von einem Rohrstück (10) umgeben
  5. 5. Befestigung von Strom- und Meßleitungsdurchführungen nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (10) aus Stahl oder dergleichen ausgebildet ist.
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  6. 6. Befestigung von Strom- und Meßleitungsdurchführungen nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des herausragenden Teiles (15) des Gehäuses (4) und der innere Durchmesser des Rohrstückes (10) einander entsprechen.
  7. 7. Befestigung von Strom- und Meßleitungsdurchführungen nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des herausragenden Teiles (15) des Gehäuses (4) und die Länge des ihn umgebenden Rohrstückes (10) nahezu gleich sind.
  8. 8. Befestigung von Strom- und Meßleitungsdurchführungen nach Anspruch 1 bis lr dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (10) an die Innenwand (2) der Behälterwandung (1) angeschweißt ist. ■
  9. 9. Befestigung von Strom- und Meßleitungsdurchführungen nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Randzone der Schweißnaht (22), die das Rohrstück (10) mit der Innenwand (2) verbindet, eine Nut (9) ausgebildet ist.
  10. 10.Befestigung von Strom- und Meßleitungsdurchführungen nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (9) in der Innenwand (2) des Behälterwandung (1) ausgebildet ist.
  11. 11.Befestigung von Strom- und Meßleitungsdurchführungen
    nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des an die Innenwand (2) angeschweißten Rohrstückes (10) und das Ende des herausragenden Teiles (15) des Gehäuses (4) miteinander verschweißt sind.
  12. 12.Befestigung von Strom- und Meßleitungsdurchführungen nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschweißung eine Lippenschweißung (11) ist.
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  13. 13.Befestigung von Strom- und Meßleitungsdurchführungen nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddurchdringung (20), in der das Gehäuse (4) angeordnet ist, an der Innenwand (2) des Behälters (1) einen größeren Durchmesser als an der Außenwand (18) des Behälters (1) aufweist.
  14. 14. Befestigung von Strom- und Meßleitungsdurchführungen nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Gehäuses (4), der in der Wanddurchdringung (20) angeordnet ist und die ihn umgebende Druckbehälterwandung (1) miteinander korrespondieren.
  15. 15. Befestigung von Strom- und Meßleitungsdurchführungen nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddurchdringung (20) mit einer Schulter (3) versehen ist.
  16. 16. Befestigung von Strom- und Meßleitungsdurchführungen nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter (6) parallel zur Hauptachse (21) des Gehäuses (4) angeordnet Sind·
  17. 17. Befestigung von Strom- und Meßleitungsdurchführungen nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter (6) isoliert sind.
  18. 18. Befestigung von Strom- und Meßleitungsdurchführungen
    nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenbereich des herausragenden Teiles (15) des Gehäuses (4) mit einer Ausnehmung (14) versehen ist.
  19. 19. Befestigung von Strom- und Meßleitungsdurchführungen
    nach Anspruch 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Ausnehmung (14) und die Länge des herausragenden Teiles (15) des Gehäuses (4) gleich sind.
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  20. 20. Befestigung von Strom- und Meßleitungsdurchfuhrungen nach Anspruch 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ausnehmung (14) in Richtung des Gehäuseinneres verjüngt.
  21. 21. Befestigung von Strom- und Meßleitungsdurchfuhrungen nach Anspruch 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, däß die Ausnehmung als ein abgestufter Kegelstumpf ausgebildet ist.
  22. 22. Befestigung von Strom- und Meßleitungsdurchführungen nach Anspruch 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich-(16) des Gehäuses (4), der sich von der Innenwandebene (2) der Behälterwandung (1) bis zur Schulter (3) erstreckt, mit festem Material ausgefüllt ist.
  23. 23. Befestigung von Strom- und Meßleitungsdurchführungen nach Anspruch 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich (16) aus Stahl (7), Glas (12) oder dergleichen ist.
  24. 24. Befestigung von Strom- und Meßleitungsdurchführungen nach Anspruch 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (17) des Gehäuses (4), der sich von. der Schulter (3) bis ans Ende des sich außerhalb des Gehäuses (4) befindenden Ende (13) des Gehäuses (4) als Hohlraum ausgebildet ist.
    13004 4/0 190
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