DE3030028C2

DE3030028C2 -

Info

Publication number: DE3030028C2
Application number: DE3030028A
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl.-Ing. 7521 Hambruecken De Schoening; Hans-Georg 6834 Ketsch De Schwiers
Original assignee: Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
Current assignee: Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
Priority date: 1980-08-08
Filing date: 1980-08-08
Publication date: 1987-06-11
Also published as: DE3030028A1; JPS6341511B2; JPS5753693A

Description

Die Erfindung betrifft einen vorgespannten Kernreaktorbehälter aus Beton, dessen zylindrische Behälterwand in Höhe von Boden und Decke in eine ebene Abschlußplatte übergeht und dessen zylindrische Behälterwand mit einer Wicklung aus Stahlkabeln versehen ist.The invention relates to a prestressed nuclear reactor vessel made of concrete, the cylindrical wall of which is level with the ground and ceiling merges into a flat end plate and its cylindrical container wall with a winding of steel cables is provided.

Ein derartiger Kernreaktorbehälter ist aus der Zeitschrift "Atomwirtschaft, November 1974, Seiten 530 bis 536" bekannt. Die aus einem Innendruck von ca. 40 bar resultierenden Zug spannungen werden dort in Achsrichtung durch lineare vorge spannte Seilbündel und in Umfangsrichtung durch versetzt ange ordnete Ringkabel aufgefangen. Weiterhin wird dort vorgeschla gen, die horizontale Vorspannung durch lagenweise Umwicklung der zylindrischen Behälteraußenwand mit Stahlkabeln zu erzie len. Damit ist sichergestellt, daß die Wände des zylindrischen Behälterteils durch ihre Vorspannung den auftretenden Innen druck aufnehmen. Anders verhält sich allerdings die Decke und der Boden des Druckbehälters. Wegen der Aufnahme von einer Vielzahl von Panzerrohren und anderen Komponenten, die durch die Decke bzw. den Boden geführt sind, ist die Unterbringung einer schlaffen Bewehrung, wie sie in der vorgenannten Litera turstelle zum Auffangen von Restspannungen vorgesehen ist, nicht ohne weiteres möglich. Auf Dehnspannungen zurückzuführen de Beschädigungen am Boden oder an der Decke sind daher nicht auszuschließen.Such a nuclear reactor vessel is from the magazine "Nuclear economy, November 1974, pages 530 to 536" known. The train resulting from an internal pressure of approx. 40 bar Tensions are given there in the axial direction by linear tensioned bundle of cables and offset in the circumferential direction by arranged ring cables caught. It is also proposed there gene, the horizontal pre-tension by layer wrap to educate the cylindrical outer wall of the container with steel cables len. This ensures that the walls of the cylindrical Part of the container due to its preload the inside take up pressure. The ceiling and behaves differently the bottom of the pressure vessel. Because of the inclusion of one Variety of armored pipes and other components through the ceiling or floor is led, is the accommodation a slack reinforcement, as in the aforementioned Litera door location is provided for collecting residual voltages, not easily possible. Attributable to tensile stresses en There is therefore no damage to the floor or the ceiling to exclude.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Kernreaktorbehälter der eingangs genannten Art anzugeben, der die im Boden und/oder der Decke auftretende vom Innenraum herrührende Beanspruchung kompensiert.It is the object of the invention to provide a nuclear reactor vessel of the type mentioned at the beginning, which are those in the ground and / or stress on the ceiling from the interior compensated.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Spann kraft der Stahlkabel an der zylindrischen Behälterwand in Höhe des Bodens und/oder der Decke in Richtung des unteren und/oder oberen Randes der zylindrischen Behälterwand kontinuierlich zu nimmt.This object is achieved in that the clamping due to the steel cables on the cylindrical container wall in height of the floor and / or the ceiling towards the lower and / or top of the cylindrical container wall continuously takes.

Der obere Endbereich der Decke bzw. der untere Endbereich des Bodens weist also eine größere radiale Verspannung auf als die einander zugewandten Endbereiche von Boden und der Decke. Es bildet sich somit ein zum Innenraum des Behälters gerichtetes Spannungsgewölbe aus. Das Spannungsgewölbe wirkt der Druckbe anspruchung aus dem Inneren des Behälters entgegen, so daß am Boden und an der Decke schädliche Zug- und Biegebeanspruchungen kompensiert werden.The upper end area of the ceiling or the lower end area of the So soil has a greater radial tension than that end areas of the floor and the ceiling facing each other. It thus forms a directed towards the interior of the container Tension vault. The arch of tension acts on the Druckbe against the inside of the container, so that on Damaging tensile and bending stresses on the floor and ceiling be compensated.

Um diese Wirkung erzielen zu können, müßte der Boden- und der Deckenteil als aufwendiges Gewölbebauwerk ausgebildet werden. Das in den Innenraum des Behälters ragende Gewölbe würde zu einer Verkleinerung des Innenraumes führen, was wiederum nur durch einen insgesamt größeren Behälter ausgeglichen werden könnte. To achieve this effect, the bottom and the Ceiling part are designed as an elaborate vaulted structure. The vault protruding into the interior of the container would become closed reduce the size of the interior, which in turn only be compensated for by an overall larger container could.

Eine andere Ausgestaltung sieht vor, daß die Spannkraft der Stahlkabel stufenweise zunimmt.Another embodiment provides that the resilience of the Steel cable increases gradually.

Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusam menhang mit den schematischen Zeichnungen hervor. Hierbei zeigtFurther advantages of the invention result from the following description of exemplary embodiments together menhang with the schematic drawings. Here shows

Fig. 1 einen bekannten Spannbetonbehälter, Fig. 1 shows a known prestressed concrete container,

Fig. 2 einen Spannbetonbehälter mit einer im Boden und Decken bereich verstärkten Wicklung, Fig. 2 is a prestressed concrete container with a reinforced area in the floor and ceiling winding,

Fig. 3 einen Teil der Decke und der zylindrischen Wand mit einer stufenweise ausgebildeten Wicklung, Fig. 3 shows a part of the ceiling and the cylindrical wall having a gradually formed winding,

Fig. 4 einen Teil der Decke und der zylindrischen Wand mit einer kontinuierlich ansteigenden Wicklung und Fig. 4 shows a part of the ceiling and the cylindrical wall with a continuously increasing winding and

Fig. 5 einen Teil des Bodens und der zylindrischen Wand mit einer stufenweise ausgebildeten Wicklung. Fig. 5 shows part of the bottom and the cylindrical wall with a step-shaped winding.

Die Fig. 1 zeigt einen als Spannbetondruckbehälter ausgebildeten Kernreaktorbehälter. Er besteht aus einer zylindrischen Behälter wand (1), die oberhalb des Innenraumes (4) in die Decke (2) und unterhalb des Innenraumes (4) in den Boden (3) einfließt. Der Boden (3) und die Decke (2) bilden unterhalb bzw. oberhalb des Innenraumes (4) eine ebene Abdeckplatte von ca. 5 m Dicke. Im Bereich des Innenraumes weist die zylindrische Behälterwand (1) eine etwa ebensolche Dicke auf. Eine als Verspannung (5) bezeichnete Wicklung aus Stahlkabeln umfaßt den Umfang der zylindrischen Behälterwand (1) mit gleichbleibender Spannkraft. Mit (2 a) bzw. (3 a) ist die Trägheitsachse der Decke (2) bzw. des Bodens (3) bezeichnet. Mit dieser Ausgestaltung werden die beim Betrieb der Kernreaktoranlage vom Innenraum auf Decke und Boden wirkenden Kräfte unzureichend kompensiert. Fig. 1 shows a designed as a prestressed concrete pressure vessel nuclear reactor vessel. It consists of a cylindrical container wall ( 1 ) which flows above the interior ( 4 ) into the ceiling ( 2 ) and below the interior ( 4 ) into the floor ( 3 ). The floor ( 3 ) and the ceiling ( 2 ) form a flat cover plate of approx. 5 m thickness below and above the interior ( 4 ). In the area of the interior, the cylindrical container wall ( 1 ) has approximately the same thickness. A winding of steel cables referred to as bracing ( 5 ) encompasses the circumference of the cylindrical container wall ( 1 ) with a constant tensioning force. With ( 2 a) or ( 3 a) the axis of inertia of the ceiling ( 2 ) or the floor ( 3 ) is designated. With this configuration, the forces acting on the ceiling and floor from the interior during operation of the nuclear reactor system are insufficiently compensated.

Die erfindungsgemäßen Ausbildungen nach Fig. 2-5 zeigen nun, wie durch gezielte radiale Verspannungen die Trägheits achse versetzt werden kann, was zur Ausbildung eines zum Innenraum (4) hingerichteten Spannungsgewölbe führt. Die Wicklung der Stahlkabel muß dazu am Ende der zylindrischen Behälterwand mit einer größeren Spannkraft versehen sein als auf der Höhe der zueinander hingewandten Enden von Boden und Decke. Nach Fig. 2 ist der als Verspannung (6) bezeichnete Wicklungsbereich über die gesamte Decken bzw. Bodenbreite in der gleichen Stärke ausgeführt. Das nach innen gerichtete Spannungsgewölbe (7) bzw. (8) wird durch eine erhöhte Krafteinwirkung der Wicklung an den jeweiligen Zy linderenden erzielt. Trotz eines gleichmäßigen Auftrages der Windung kann somit die erfindungsgemäße Wirkung des differenzierten Spannungsauftrages erzielt werden.The designs according to the invention according to FIGS. 2-5 now show how the radial axis of inertia can be displaced by targeted radial tensioning, which leads to the formation of a tension vault executed for the interior ( 4 ). For this purpose, the winding of the steel cable must be provided with a greater tension force at the end of the cylindrical container wall than at the level of the ends of the floor and ceiling facing each other. According to Fig. 2 of the called bracing (6) winding portion is performed over the entire ceiling or bottom width of the same thickness. The inward tension arch ( 7 ) or ( 8 ) is achieved by an increased force of the winding on the respective cylinder ends. In spite of a uniform application of the winding, the effect of the differentiated voltage application can thus be achieved.

Nach der Fig. 3 wird die größere Spannkraft am Zylinder ende durch eine in diesem Bereich stärker ausgebildete Wicklung aufgebracht. Die als Verspannung (9) bezeichnete Wicklung nimmt zum oberen Rand (10) des Spannbetondruckbehälters stufenweise zu und erreicht am oberen Ende der Decke (2) ihr Maximum. Hier wird das nach innen gerichtete Spannungsgewölbe (11) durch die stufenweise erhöhte Krafteinwirkung gebildet.According to FIG. 3, the greater clamping force at the end of the cylinder is applied by a winding which is stronger in this area. The winding referred to as bracing ( 9 ) increases gradually towards the upper edge ( 10 ) of the prestressed concrete pressure vessel and reaches its maximum at the upper end of the ceiling ( 2 ). Here, the inward-facing tension vault ( 11 ) is formed by the gradually increasing force.

Gemäß der Ausbildung nach Fig. 4 wird die Wicklung zum oberen Rand (10) des Spannbetondruckbehälters hin kontinuierlich stärker ausgeführt. Dadurch wird am oberen Ende der Decke (2) die höchste Spannkraft er zielt. Die als Verspannung (12) bezeichnete Wicklungsaus bildung bringt hier das in Richtung des Innenraumes (4) weisende Spannungsgewölbe (13). In der Decke (2) befindet sich eine kegelstumpfartige Ausnehmung (14).According to the embodiment according to FIG. 4, the winding is carried out to the upper edge (10) of the prestressed concrete pressure vessel continuously towards stronger. As a result, the highest elasticity is aimed at the upper end of the ceiling ( 2 ). The designation of the winding ( 12 ) referred to as tensioning brings here the voltage vault ( 13 ) pointing in the direction of the interior ( 4 ). There is a truncated cone-shaped recess ( 14 ) in the ceiling ( 2 ).

In der Fig. 5 ist die stufenweise Erhöhung der Spannkraft für den Bereich des Bodens (3) dargestellt. Die Spannkraft nimmt in Richtung des Randes (16) des Spannbetondruckbehälters stufenweise zu, wodurch ein Spannungsgewölbe (17) ausgebildet wird. Die stufenartige Wicklung wird als Verspannung (15) bezeichnet. Der Boden (3) weist eine zylindrische Ausnehmung (18) auf. In FIG. 5, the stepwise increase of the tensioning force is shown for the area of the bottom (3). The tensioning force increases gradually in the direction of the edge ( 16 ) of the prestressed concrete pressure vessel, whereby a tensioning arch ( 17 ) is formed. The step-like winding is referred to as bracing ( 15 ). The bottom ( 3 ) has a cylindrical recess ( 18 ).

Unterhalb der Decke und oberhalb des Bodens wird die Wicklung mit gleichbleibender Krafteinwirkung aufgebracht während die Spannkraft in Richtung des jeweiligen Endes der zylindrischen Behälterwand (1) zunimmt. Im Bereich zwischen der Decke (2) und dem Boden (3) erreicht die Verspannung der Behälteraußen wand ein gewisses Verspannungsplateau.Below the ceiling and above the floor, the winding is applied with constant force while the tension increases in the direction of the respective end of the cylindrical container wall ( 1 ). In the area between the ceiling ( 2 ) and the floor ( 3 ) the bracing of the outer wall of the container reaches a certain bracing plateau.

Bei den beschriebenen Ausführungen der Wicklung bildet sich jeweils ein Spannungsgewölbe, das in den Innenraum des Be hälters gerichtet ist und das der Druckbeanspruchung, die vom Innenraum des Behälters herrührt, entgegenwirkt. Damit bleiben die Hauptspannungen Druckspannungen. Die Konstruk tion des Kernreaktorbehälters kann somit besonders wirt schaftlich ausgeführt werden und weist alle Merkmale einer Berstsicherheitskonstruktion auf.In the described designs of the winding forms each a vault of tension, which in the interior of the Be is directed and that of the pressure load, the originates from the interior of the container, counteracts. In order to the main stresses remain compressive stresses. The construct tion of the nuclear reactor vessel can thus be particularly efficient be carried out economically and has all the features of Bursting safety construction on.

Claims

1. Prestressed nuclear reactor vessel made of concrete, the cylindrical vessel wall at the level of the floor and ceiling merges into a flat end plate and the cylindrical vessel wall Be is provided with a winding of steel cables, characterized in that the tension of the steel cable of the cylindrical vessel wall ( 1 ) in the amount of Bo dens ( 3 ) and / or the ceiling ( 2 ) in the direction of the lower and / or upper edge ( 10, 16 ) of the cylindrical container wall increases continuously.

2. Prestressed nuclear reactor vessel according to claim 1, characterized in that that the tension of the steel cable increases gradually.