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Verschluß für eine Druckentlastungsöffnung
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Die Erfindung betrifft einen Verschluß für eine Druckentlastungsöffnung
mit einer Klappe mit einem Scharnier mit mindestens annähernd horizontaler Schwenkachse
und mit einem Auflager für den dem Scharnier abgekehrten Rand der Klappe, das etwa
auf der gleichen Höhe wie das Scharnier liegt, so daß die aufliegende Klappe praktisch
horizontal verläuft.
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Aus der deutschen Patentschrift 2 125 158 ist es bekannt, daß man
solche Druckentlastungsöffnungen oberhalb der Dampferzeuger eines Druckwasserreaktors
vorsieht, damit die Fläche der Druckentlastungsöffnungen möglichst groß gemacht
werden kann. Die dort verwendeten Klappen sind aber nur für den Fall wirksam, daß
der Überdruck in den den Primärkreis aufnehmenden sogenannten Anlagenräumen entsteht.
Sie öffnen sich also aus der horizontalen Schließstellung nach oben, damit eine
Ausgleichsströmung von den darunter liegenden Teilen des Primärkreises in die übrigen
Räume des Reaktorgebäudes zustande kommen kann.
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Neuere Sicherheitsbetrachtungen fordern jedoch, daß eine Strömung
auch in umgekehrter Richtung möglich sein soll, zum Beispiel deswegen, weil der
Überdruck von Hilfsanlagen ausgehen kann, die außerhalb des Anlagenraumes untergebracht
sind. Hierfür sucht die Erfindung eine einfache Lösung, die sich auch für das Nachrüsten
entsprechender Kraftwerke eignet. Dazu wird noch bemerkt, daß
solche
Druckentlastungsöffnungen mit dem erQindungsgemäßen Verschluß nicht nur ln Kernkraftwerken
angewendet werden können, sondern allgemein in Anlagen, in denen plötzlich Überdrücke
auftreten können, zum Beispiel in konventionellen Kraftwerken, aber auch in chemischen
Betrieben usw.
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Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß das Auflager in Form einer
federnden Raste ausgebildet ist, über die die Klappe bei Überschreiten einer vorgegebenen
Kraft nach unten öffnet. Mit dieser Ausbildung erhält man zusätzlich zu der bekannten,
im allgemeinen druckabhängigen Öffnung nach oben eine weitere Öffnungsrichtung,
bei der die Klappe nach unten bewegt wird, d.h. auf einen umgekehrten Druckunterschied
anspricht. Die Größe dieses Druckunterschiedes ist durch die Federkraft der Raste
bestimmt. Sie kann angesichts der relativ großen Klappenfläche im Verhältnis zu
der Federkraft vorteilhaft klein bemessen werden.
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Die Erfindung läßt sich mit besonderem Vorteil noch dadurch weiterbilden,
daß der Raste eine fernbedienbare offnungseinrichtung zugeordnet ist, die magnetisch,
pneumatisch oder hydraulisch eine die Federkraft überwindende Öffnungskraft aufbringt.
Hiermit ist es möglich, die Klappe auch unabhängig von einem Druckunterschied im
Bereich der Druckentlastungsöffnung in Bewegung zu setzen.
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Damit kann man eine Strömung im Reaktorgebäude in Gang setzen, die
zum Beispiel dazu dient, Gaskonzentrationen in bestimmten Räumen zu verringern.
Ein besonders wichtiger Anwendungsfall besteht darin, daß sich bei einem Leck im
Primärkreislauf des Reaktors Wasserstoff in den Anlagenräumen sammeln kann, dessen
Konzentration durch die bei der Erfindung mögliche Mischung mit der Luft in
den
sogenannten Betriebsräumen unterhalb des für eine Explosion notwendigen Wertes gehalten
wird.
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Zur Rückstellung kann die Klappe mit Zugnitteln zum Schließen versehen
werden. In einfachster Weise dient dazu ein Seil, das von Hand zu betätigen ist.
Man kann aber auch Ketten oder Laschen mit der Klappe verbinden, die von Hand oder
besonderen Antrieben für das Aufbringen der Schließbewegung in Gang gesetzt werden.
Die Zugmittel können zugleich dazu dienen, die maximale Öffnungsbewegung der Klappe
festzulegen.
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Die Klappe kann vorteilhaft in einem nach oben schwenkbaren Rahmen
angeordnet sein. Vorzugsweise geschieht dies dadurch, daß in einem Rahmen mehrere
Klappen vorgesehen sind. Hier kann man eine besonders günstige Anordnung dadurch
erhalten, daß die Klappen Rücken an Rücken liegen. In dem nach oben schwenkbaren
Rahmen kann man auch ein trittfestes Gitter lagern, das über der Klappe anzubringen
ist.
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Die Klappe kann auch eine ausgespannte Berstfolie umfassen. Hier gibt
es dann unterschiedliche Ansprechwerte, je nachdem, wie schnell der Druckaufbau
an der Klappe erfolgt. Unter Umständen kann die Berstfolie auch die Entlastungsöffnung
in der einen Richtung, nämlich nach oben, allein, also ohne zusätzliche Bewegung
ihres Rahmens, freigeben.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der Zeichnung ein
Ausführungsbeispiel beschrieben, das in Fig. 1 in einem Querschnitt im Ganzen und
in Fig. 2 in Ausschnitten mit Einzelheiten in größerem Maßstab dargestellt ist.
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Der als Ganzes mit 1 bezeichnete Verschluß ist Teil einer nicht weiter
dargestellten Zwischendecke zwischen einem Anlagenraum 2 in einem Kernkraftwerk
mit Druckwasserreaktor und dem zugehörigen Betriebsraum 3. Der Anlagenraum 2 enthält
den Primärkreis, insbesondere die Dampferzeuger des Druckwasserreaktors. Der darüber
liegende Betriebsraum 3 ist für Kontrollgange vorgesehen, die während des Betriebes
des Kernkraftwenkes vorzunehmen sind. Zwischen beiden Räumen besteht deswegen eine
strahlentechnisch, d.h. in erster Linie lufttechnische Trennung, obwohl beide in
einem gemeinsamen, nicht dargestellten Sicherheitsbehälter liegen.
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Die Decke 4 oberhalb der Dampferzeuger besteht aus einem Rahmen von
Stahlträgern 5, die als Befestigung und Auflager f.r den Verschluß 1 dienen, damit
der gesamte Zwischenraum 6 zwischen den Stahlträgern 5 als Druckentlastungsöffnung
zur Verfügung steht.
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Beim. Ausführungsbeispiel ist auf einem der stalr.ltr=er 5 ein Scharnier
10 angebracht, mit deren ein aus L-Profllträgern 11 zusammengeschweißter Rahmen
12 gelenkig gelagert ist. Der Rahmen 12 liegt mit seiner dem Scharnier 10 abgekehrten
Seite auf dem benachbarten Stahlträger 5 auf. Am Auflager 14 ist eine Dichtung vorgesehen.
Der Rahmen ist mit einem trittfesten Gitter 16 versehen, so daß er begehbar ist.
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An einem mittleren T-Träger 13 des Rahmens 12 sind spiegelbildlich
zueinander zwei Klappen 17 und 18 mit Gelenken 19 und 20 befestigt, die aus abgekantetem
Bleich bestehen. Die den Scharnieren 19, 20 abgekehrten Seite der Klappen 17, 18
sind mit keilförmigen Narsen 22, 23 an federnden Rasten 24 und 25 abgestützt, die
als Auflager dienen. Einzelheiten dieser Abstützung zeigt die Fig. 2.
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Die Rasten 24 und 25 sind gleich ausgebildet. Deshalb wird im folgenden
nur die Raste 25 beschrieben. Sie umfaßt einen Stößel 26, der an seinem der Nase
23 zugekehrten Ende eine Rolle 27 trägt. Das gegenüberliegende Ende ist als Zapfen
28 ausgebildet, der in einem Teller 29 geführt ist. Der Teller dient als Widerlager
für eine Druckfeder 30, die mit dem anderen Ende auf einen Bund 31 am Stößel 26
wirkt, so daß die Rolle 27 an der schrägen Anlagefläche 33 der Nase 23 eine vorgegebene
Haltekraft entwickelt. Die Haltekraft kann durch Drehen des Tellers 29 im Gewinde
34 eingestellt werden.
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In dem Gehäuse 35, in dem der Stößel 26 geführt ist, sitzt noch eine
Magnetspule 36, die zum willkürlichen Lösen der Raste 25 durch Fernbedienung von
einer Steuerwarte aus dient. Für die Spule 36 dient ein geeigneter Teil des Stößels
26 als Anker, so daß der Stößel 26 bei Erregen der Spule 36 entgegen der Wirkung
der Feder 30 nach links bewegt wird.
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Die Fig. 2 zeigt ferner, daß zwischen der Blechklappe 18 und dem Rahmen
11 eine zusammenpreßbare Dichtung 40 vorgesehen ist. Die Dichtung 40 läuft um den
gesamten Rand der Klappe 18, sie kann einseitig an der Klappe 18 oder am Rahmen
11 befestigt sein. Eine ähnliche Dichtung 41 ist an der Ecke 42 des Rahmens 11 angeordnet.
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Mit der Klappe 18 ist ein Seil 44 verbunden, das an einer auf der
Oberseite der Klappe angeschweißten Öse 45 mit dem einen Ende befestigt ist. Das
andere Ende ist durch eine an das Gitter 16 angeschweißte Buchse 46 geführt, wo
ein Ring 47 zur Verbindung und als Handhabungsglied für die Schließbewegung vorgesehen
ist.
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Die Fig. 1 zeigt, daß die gleich ausgebildeten und spiegelbildlich
zueinander, d.h. Rücken an Rücken, angeordneten Klappen 17 und 18 bei einem durch
die Pfeile 50 angedeuteten Überdruck aus der horizontalen Lage, die durch die horizontalen
Scharniere 19 und 2n und die in gleicher Höhe befindlichen Rasten 24 und 25 gegeben
ist, nach unten schwenken, so daß die Entlastungsöffnung 6 freigegeben wird. Die
Strömungsrichtung durch die Öffnung verläuft dabei von oben nach unten.
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Für den Fall eines Überdrucks im Anlagenraum 2 gegenüber dem Betriebsraum
3, der durch die Pfeile 52 angedeutet ist, schwenkt dagegen der Rahmen 12 um das
Scharnier 10.
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Die Klappen 17 und 18 geben deshalb ebenfalls die Entlastungsöffnung
6 frei.
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Die Klappen 17 und 18 können aber auch durch Fernbedienung geöffnet
werden. Werden nämlich die den Rasten 24 und 25 zugeordneten Magnetspulen 36 erregt,
so bewegen sich die Klappen 17 und 18 unter der Wirkung ihres Eigengewichts nach
unten, wie durch die Pfeile 53 und 54 angedeutet ist. Deshalb kann durch die Entlastungsöffnung
6 eine Gasströmung zur Mischung in Gang kommen, die Gaskonzentrationen in einem
der beiden Räume 2 und 3 verhindert.
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Wenn man in dem horizontalen Bereich der Klappen 17, 18 eine Berstfolie
aus spannt, die bei einem vorgegebenen Druck im Anlagenraum 2 die Entlastungsöffnung
6 zum Betriebsraum 3 hin öffnet, dann kann man auf die durch das Scharnier 10 gegebene
Bewegungsmöglichkeit des Rahmens 11 nach oben verzichten. Die durch das Scharnier
19,
20 gegebene Bewegungsmöglichkeit nach unten für den Fall eines Uberdruckes im Betriebsraum
3 oder einer willkürlichen, fernbedienten Öffnung mit Hilfe der Magnetspulen 36
bleibt unabhängig davon erhalten.
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7 Patentansprüche 2 Figuren