DE3018818A1

DE3018818A1 - Stuetzkonstruktion fuer einen vorgespannten zylindrischen druckbehaelter

Info

Publication number: DE3018818A1
Application number: DE19803018818
Authority: DE
Inventors: Hans-Georg 6834 Ketsch Schwiers; Josef Dipl.-Ing. 7521 Hambrücken Schöning
Original assignee: Hochtemperatur Reaktorbau 5000 Koeln GmbH; Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
Current assignee: Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
Priority date: 1980-05-16
Filing date: 1980-05-16
Publication date: 1981-11-26
Also published as: DE3018818C2; JPS6356112B2; US4474729A; JPS5755886A

Description

HOCHTEMPERATUR-REAKTORBAU GmbH Hansaring 53-57

5000 Köln

Stützkonstruktion für einen vorgespannten zylindrischen Druckbehälter

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stützkonstruktion für einen vorgespannten zylindrischen Druckbehälter, vorzugsweise aus Spannbeton, der sich über eine Ringstützwand auf einem Fundament abstützt.

Druckbehälter großer Abmessungen werden insbesondere zur Aufnahme von Kernkraftwerkskomponenten gebaut. Sie bestehen aus einer drucktragenden Außenhülle aus vorgespanntem Beton, die eine Kaverne umschließt und einem Liner zur Abdichtung der Kaverne. Bei solchen Druckbehältern ergeben sich Probleme in Bezug auf ihre Lagerung. Die Lagerung soll sicher sein bei Verschiebungen aus Erdbeben. Verformungen des Betonkörpers durch Kriechen, sowie auch bei Temperaturbelastungen bei Betriebs- und Störfällen sollen aufgefangen

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•werden. Sie sollen außerdem Verschiebungen des Spannbetondruckbehälters aus hypothetischen Lastfällen aufnehme'n.

Bekannt sind Anordnungen zur Lagerung von Reaktordruckbehältern, die die infolge einer Wärmedehnung des Druckbehälters entstehenden Radialkräfte aufnehmen können. So wird beispielsweise in der Auslegeschrift 2 432 011 eine Anordnung zur wärmebeweglichen Lagerung eines Reaktordruckbehälter beschrieben, der mittels Biegefedern an den Halteteilen einer den Druckbehälter mit einem Spalt umgebenden Berstsicherung befestigt ist. Dadurch sollen hohe axiale Verspannkräfte auf den Reaktordruckbehälter innerhalb seiner Berstsicherung ausgeübt werden können und dabei seine begrenzte radiale, ihn zentrierende wärmebewegliche Lagerung an den Halteteilen seines Widerlagers gewährleistet ist. Dies bedeutet, daß der Reaktordruckbehälter über Biegefedern gelagert ist, welche mit ihrem einen Ende an den Haiteteilen und mit ihrem anderen Ende an den Stützteilen des Reaktordruckbehälters so befestigt sind, daß sie durch die Axiallast des Reaktordruckbehälters auf Zug und durch seine radiale Wärmedehnung auf Biegung beansprucht werden. Diese Konstruktion setzt einen den Reaktordruckbehälter umgebenden Spalt voraus.

Weiterhin ist aus der OS 2 021 031 eine Vorrichtung zur Verhütung von Erdbebenschäden an Gebäuden bekannt. Diese Vorrichtung hat Lager, die aus einem Wackelkörper und Rollplatten zur Halterung des Wackelkörpers bestehen. Sie haben die Aufgabe, eine Erdbebensicherung zu schaffen, wobei die Beschleunigungs- und Stoßkräfte auf eine zulässige Größe in Bezug auf die Beschädigung des Gebäudes reduziert werden sollen. Mittels der Wackelkörper werden bei Erdschwingungen in horizontaler Richtung auftretende Bewegungen des Fundamentes in vertikale und horizontale Bewegungskomponenten zerlegt und durch Schwingungsteilung die Beschleunigungskräfte am Aufgehenden reduziert. 35

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Dies wird hauptsächlich dadurch erreicht, daß der Stützkörper zwei Kugelkalotten aufweist, deren Radien größer als die halbe Höhe des Stützkörpers sind und der Stützkörper zusammen mit dem aufliegenden Aufgehenden ein schwingungsg fähiges System bildet. Die Nachteile dieses Sytems bestehen in der ungesicherten Auslenkung beim Maximalfall sowie der punktförmigen Auflagekraft des Wackelkörpers an die Lagerschalen.

Bekannt ist auch eine Stützkonstruktion für einen Kernreaktor, die aus mehreren auf einer festen Bodenplatte angeordneten Stützen besteht. Auf diesen Stützen ist unter Zwischenschaltung von Rollen und dergleichen ein Tragmantel gelagert, der seinerseits den Kernreaktor trägt. Diese Stützkonstruktion ist in der Auslegeschrift 1 559 153 dargestellt. Hierbei ist durch den Ringkörper und die Höhe der Stützen eine Undefinierte Schwankungsbreite des Systems gegeben bzw. im Maximalfall eine Knickgefahr des Ringkörpers an den beanspruchten Stellen nicht ausgeschlossen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine erdbebensichere Stützkonstruktion für den eingangs beschriebenen Druckbehälter anzugeben, die auch bei Druckbehältern mit großen Abmessungen eine sichere Einleitung aller statischen und dynamischen Lasten in das Fundament ermöglicht und damit eine lange Standzeit des Druckbehälters sicherstellt.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen dem Druckbehälter und de:
gerichtete Lager angeordnet sind.

zwischen dem Druckbehälter und der Ringstützwand radial aus-

Hieraus ergibt sich Wartungsfreiheit für die gesamte Lebensdauer. Keine Störung des Baufortschritts bei der Erstmontage. _₅ Weiter bietet sich der Vorteil einer Abstimmung im Schwingungsverhalten bei äußeren Einwirkungen z.B. Erdbeben oder anderen

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.Druckwellen in der Weise, daß die im Behälter integrierten Primärkomponenten keine zusätzlichen Belastungen erfahren.

Zusätzlich besteht die Möglichkeit die Lager auf zwei Lager ebenen der Ringstützwand als Einzellager nebeneinander anzuordnen. Durch diese zwei Ebenen entsteht eine stufenförmige Anordnung. Die senkrechten Flächen der Ringstützwand und des Spannbetondruckbehälters bilden für den hypothetischen Lastfall eine Endbegrenzung.

Eine einfache Ausfuhrungsform besteht darin, daß die Lager als axiale Lager mit Plastik-Zwischenlagen und mit Stahleinlagen ausgeführt sind und mit optimierter Höhe ausgelegt sind. Hierzu werden wechselseitig Schichten übereinander gelegt. Plastik-Zwischenlage, Stahleinlage usw. Die Anzahl der wechselseitigen Schichten ergibt die Gesamthöhe der Lager. Hierbei entscheidet die Gesamthöhe der Lager über die Schwan kungsbreite bis zum Endanschlag, d.h. eine große Lagerhöhe ermöglicht einen großen zurückzulegenden Weg im Belastungsfall. Die Zwischenlagen aus Plastik wirken bei den hohen Drücken wie ein Schmierfilm.

Eine Variation hierzu ist ein Plastiklager, welches mit Stahleinlagen zu einem Block vergossen ist. Dieser gegossene Block aus Plastik oder anderem gießbaren Material gibt den Stahleinlagen Festigkeit und wirkt somit stabilisierend.

Die Ausführung als Einzellager ermöglicht eine gleichmäßige Verteilung der Lager auf den Lagerebenen der Ringstützwand. Kühlspalte entstehen zwischen den einzelnen Lagern, die einen Kühlmittelstrom zur gleichmäßigen Temperierung der Lager gewährleisten. Eine unzulässige Temperaturbelastung der Lager über die gesamte Standzeit tritt dadurch nicht auf.

Die untere Abschlußfläche des Spannbetondruckbehälters weist eine Stahlschalung auf. Diese dient als Schalung für den Behälterbeton in der Bauphase und später ist die Oberseite der

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. Lager gleichzeitig damit abgeschalt. Hierdurch kann ohne besondere Baumaßnahmen und -Unterbrechungen die Errichtung fortgeführt werden.

Die Ringstützwand erhält eine Mörtelschicht, auf der die Lager positioniert werden. Die Mörtelschicht eignet sich dazu, die Lagerhöhe für günstiges Schwingungsverhalten optimieren zu können und eventuell Bautoleranzen auszugleichen. Die Anordnung der Lager auf der Ringstützwand ergibt einen definierten Kühlspalt.

Ein weiterer Vorteil ist, daß bei der auf zwei Lagerebenen vorgesehenen Anordnung der Lager die innere Lagerebene oben und die äußere Lagerebene unten auf der Ringstützwand und die Endbegrenzung aus der vertikalen Treppenfläche zwischen den Lagerebenen gebildet ist.

In der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Stützkonstruktion dargestellt.

Die Figuren zeigen im einzelnen:

Fig. 1 den Spannbetondruckbehälter im Schnitt mit der auf dem Fundament gegründeten Ringstützwand,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Lagerebenen, wobei der Schnitt durch die Lagerebenen zwischen Spannbetondruckbehälter und Ringstützwand gelegt ist,

Fig. 3 den Ausschnitt "A" als Vergrößerung der Ringstützwand mit den zwei aufliegenden Lagern,

Fig. 4 eine Ausführung der Lager in Blockform mit Plastik-Zwischenlagen und Stahleinlagen.

Die Fig. 1 zeigt einen Spannbetondruckbehälter 10 im Schnitt

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.mit dem Innenraum für die hier nicht näher gezeigten Corekomponenten. Der Spannbetondruckbehälter liegt auf der Ringstützwand 14 auf, welche im Fundament 16 gegründet ist. Zwischen der Ringstützwand 14 und dem Spannbetondruckbehälter 10 liegen 5in zwei Lagerebenen 24, 26 die Lager 12, 13. Die obere Lagerebene 24 befindet sich im Innenraum der Ringstützwand 14. Die untere Lagerebene 26 ist außen an der Ringstützwand 14 angeordnet.

10Fig. 2 zeigt die Kreisform der Ringstützwand 14 mit den zwei Lagerebenen 24,26. Auf diesen liegen die Lager 12 _r 13 ringförmig verteilt. Die Verteilung der Lager 12, 13 wird so gewählt, daß ein Kühlspalt 18 zwischen den Lagern 12, 13 entsteht. Diese Kühlspalte 18 sind erforderlich, da der Kühlstrom die Lager 12, 13 auf einer gleichmäßigen Temperatur hält. Ein Schnitt durch die Lager 12, 13 läßt den Kühlspalt 18 zwischen den Lagerblöcken 13, 12, sowie die zwei Ebenen 24,26, auf denen die Lagerblöcke 13, 12 verteilt sind, erkennen.

Fig. 3 zeigt den Ausschnitt "A" in einer Vergrößerung. Hierbei ist die Ringstützwand 14 erkennbar mit den Lagerblöcken 13 und dem Spannbetondruckbehälter 10. Die Lagerblöcke 13 liegen auf einer Mörtelschicht 15, welche auf der Ringstütz-

25wand 14 aufgegeben ist. Die obere Begrenzung der Lager bildet die Stahlschalung 20 des Spannbetondruckbehälters 10. Die Endbegrenzung 25 ergibt sich aus der Treppenform der zwei Ebenen 24 und 26. Gleichzeitig gewährt diese Endbegrenzung 25 Raum für den Kühlstrom 28. Die Lagerblöcke 13 haben

30mehrere Stahleinlagen 30, die die gesamten auftretenden Belastungen durch die großen Flächen aufnehmen und über die Ringstützwand 14 in das Fundament 16 ableiten. Weiterhin ist zu erkennen, daß die Stahlschalung 2OaIs Abschluß des Spannbetondruckbehälters an dem unteren Lager so vorbeigeführt wird,

35daß der Kühlstrom 28 nicht unterbrochen wird. Die Gesamtform der Lager in dieser Ausführung ist blockförmig, wobei die Höhe der Blockform über die Größe der Verschiebungsbreite 22 entscheidet.

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Fig. 4 zeigt eine andere Ausführung, die Lager 12. Hierbei liegen schichtweise Plastik-Zwischenlagen 11 und Stahleinlagen 30 übereinander. Die Zwischenlagen wirken bei den hohen Drücken wie ein Schmiermittel. Die einzelnen Lagen übereinander gelegt ergeben die stabile Lagerform 12. Hier entscheidet die Höhe der Einzellagen (Plastik-Zwischenlage, Stahleinlage) über die Größe der Verschiebungsbreite 22. Das heißt, jemehr Einzellagen übereinander liegen, desto größer wird die Verschiebungsbreite

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Kurzfassung

Die Erfindung betrifft eine Stützkonstruktion mit einem vorgespannten zylindrischen Behälter, vorzugsweise aus Spannbeton, der über Lager auf einer Ringstützwand aufliegt. Diese Lager ermöglichen durch definierte Abstände zueinander einen konstanten Lagerkühlstrom und damit über die gesamte Zeit eine gleichbleibende Lagertemperatur. Dies bedeutet Wartungsfreiheit der Lager. Durch Plastik-Zwischenlagen mit Stahleinlagen und damit spezieller Höhe sind die Lager so ausgelegt, daß bei Erdbeben Maximalschwankungen des Spannbetondruckbehälters bis zu einer genau fixierten Endbegrenzung der Ringstützwand möglich sind.

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Claims

301881a 7 9 3 Ansprüche

1. Stützkonstruktion für einen vorgespannten zylindrischen

Druckbehälter, vorzugsweise aus Spannbeton, der sich über eine Ringstützwand auf einem Fundament abstützt, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem Druckbehälter (10) und der Ringstützwand (14) radial ausgerichtete Lager (12,13) angeordnet sind.

2. Stützkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (12,13) auf zwei Lagerebenen (24,26)

verteilt sind. 20

3. Stützkonstruktion nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (12) als axiale Lager mit Plastik-Zwischenlagen (11) und mit Stahleinlagen (30) ausgeführt sind.

4. Stützkonstruktion nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (13) zu Blöcken aus Plastik (17) mit Stahleinlagen (30) vergossen sind.

5. Stützkonstruktion nach Anspruch 1 bis 4, dadurch

gekennzeichnet, daß die Lager (12,13) auf den Lagerebenen (24,26) der Ringstützwand (14) als Einzellager ringförmig nebeneinander angeordnet sind.

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6. Stützkonstruktion nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (12) gleichmäßig verteilt sind und Kühlspalte (18) für ein Kühlmittel aufweisen.

5 7. Stützkonstruktion nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil des Spannbetondruckbehälters (10) eine Stahlschalung (20) aufweist.

8. Stützkonstruktion nach Anspruch 1 bis 7, dadurch 10 gekennzeichnet, daß zwischen dem Lager (12, 13) und der Ringstützwand (14) eine Mörtelschicht (15) eingebracht ist.

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