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Kernreaktor, insbesondere Druckwasserreaktor mit
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einem Reaktordruckbehä Lter und mehreren Kühlkreisen Die Erfindung
betrifft einen Kernreaktor, insbesondere einen Druckwasserreaktor, mit einem Primärkreis,
der als Komponenten einen Reaktoriruckbehälter und mindestens eine Hauptkühlmittelpumpe
und einen Dampferzeuger enthält, wobei die Komponenten durch aus metallischem Werkstoff
bestehende, längsnahtfreie Rohrelemente mit Rundschweißnähten verbunden sind.
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Wie z. B. die DE-AS 28 35 082 für einen Druckwasserreaktor zeigt,
weisen die Rohrleitungen des Primärkreises mehrere Krümmer auf, die mit geraden
Teilstücken durch Rundschweißnähte verbunden sind. Um während des Betriebes den
Bestimmungen der Sicherheitsbehörde folgend die Schweißnähte zu überprüfen, sind
ihnen ortsfest Schienen zugeordnet. Auf diesen Schienen wird ein fahrbares Prüfgerät,
z. B. ein Ultraschall-Prüfgerät geführt.
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Die Aufgabe der Erfindung ist, die Maßnahmen zur Uberwachung eines
Primärkreises zu reduzieren und gleichzeitig den Sicherheitsbestimmungen für Reaktoren
zu genügen.
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Es soll deshalb eine möglichst große Anzahl der technisch aufwendigen,
auf Schienen fahrbaren Prüfgeräte für Schweißnähte eingespart werden, indem die
Anzahl der Rundschweißnähte minimiert wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rohrelemente
zwischen den Komponenten einstückig und aus geraden Rohren gebogen sind und daß
Rundschweißnähte nur
zwischen den Rohren und den Komponenten vorgesehen
sind.
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Mit dieser deutlichen Verminderung der Rundschweißnähte im Primärkreis
eines Druckwasserreaktors verkleinert sich der technische Aufwand und auch die Kosten,
die bei der Uberwachung von Schweißnähten an Rohren des Primärkreises entstehen.
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Zum Biegen der Rohre dient vorzugsweise eine in ihrem Aufbau bekannte
Gesenkpresse mit einem Ober- und einem Untergesenk, die dergestalt# in zwei Dimensionen
gekrümmt sind, daß sie bei geschlossener Gesenkpresse einen Raum vollständig umschließen,
der die gewünschten äußeren Abmessungen des gebogenen Rohres aufweist. Es ist ferner
vorteilhaft, teilbare aus Stahl gefertigte Aussteifungskörper vor dem Biegen in
die geraden Rohrstücke einzubringen, wodurch einer möglichen Deformierung des Rohrquerschnittes
während des Biegevorgangs vorgebeugt wird.
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In den gebogenen Rohrstücken werden diese Aussteifungskörper dann
geteilt, damit sie wieder ausgeführt werden können.
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Das Biegen der Rohre erfordert eine eigene Apparatur.
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Trotzdem ermöglicht die Erfindung eine Vereinfachung des Primärkreises
durch den Verzicht auf eine große Zahl der Rundschweißnähte. Der daraus erwachsende
Vorteil ist größer als der Aufwand, der durch die erforderliche Biegevorrichtung
entsteht.
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Unmittelbar nach der Fertigung eines Primärkreises müssen die Schweißnähte
einer umfangreichen Qualitätsprüfung unterzogen werden. Bei dem erfindungsgemäßen
Kernreaktor ist diese Qualitätsprüfung nur noch für die verbleibenden Schweißverbindungen
zwischen den Rohrelementen und den Komponenten des Primärkreises, dem Reaktordruckbehälter,
der Hauptkühlmittelpumpe und dem Dampferzeuger durchzuführen.
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Auch während des Betriebes der Reaktoranlage werden im Bereich von
Schweißnähter, die Inhomogenitäten in der Rohrwand darstellen, regelmäßige flberwachungen
verlangt, wozu umfangreiche Anlagen, wie sie z. B. in der DE-AS 28 35 082 genannt
werden, oder großer personeller Aufwand erforderlich sind. Daher steigen die Aufwendungen
für Uberwachungsanlagen mit der Anzahl der Schweißnähte. Die Erfindung erzielt durch
die Verringerung der Schweißnähte eine Reduzierung der Oberwachungsvorgänge an der
Reaktoranlage.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben: Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung
als Teil eines Druckwasserreaktc>rs einen Reaktordruckbehälter 5, an den ein
Primärkreis mit vier Schleifen 1, 2, 3 und 4 angeschlossen ist, die jeweils eine
Hauptkühlmittelpumpe 14, 24, 34 bzw. 44 und einen Dampferzeuger 15, 25, 35 bzw.
45 umfassen. Die Dampferzeuger 15 und 25 sind, um eine bessere Ubersicht zu gewährleisten,
abgebrochen dargestellt. Die Komponenten der Schleifen 1, 2, 3 und 4 sind durch
längsnahtfreie Rohrelemente miteinander verbunden, die bedingt durch die- Lage der
Anschlüsse am Reaktordruckbehälter 5, an den Hauptkühlmittelpumpen 14, 24, 34 und
44 und an den Dampferzeugern 15, 25, 35 und 45 Bögen aufweisen.
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Die vier Schleifen 1, :>., 3 und 4 des Primärkreises sind in gleicher
Weise aufgebaut. Jede besitzt ein heißer Strang genanntes Rohrelement 11, 21, 31
bzw. 41, das den Reaktordruckbehälter 5 mit dem Dampferzeuger 15, 25, 35 bzw. 45
verbindet, ein Saugstrang genanntes Rohrelement 12, 22, 32 bzw. 42, da eine Verbindung
zwischen dem Dampferzeuger 15, 25, 5 bzw. 45 und der Hauptkühlmittel-
pumpe
14, 24, 34 bzw. 44 hersteit, sowie in kalter Strang genanntes Rohreleneni 13, 23,
33 bzw. 4S, das die Hauptkühlmittelpumpe 14, 24, 34 bzw. 44 mit dem Rcaktordruckbehälter
5 verbindet.
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Die heißen Stränge besitzen jeweils zwei Bögen 111 und 112 bzw. 211
und 212 bzw. 311 und 312 bzw. 411 und 412, jeder Saugstrang besitzt drei Bögen 121,
122 und 123 bzw.
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221, 222 und 223 bzw. 321, 322 und 323 bzw. 421, 422 und 423 und die
kalten Stränge weisen jeweils nur einen Bogen 131, 231, 331 bzw. 431 auf.
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Der hohe Flüssigkeitsdruck von a. 160 bar in den Rohrelementen 11,
12 und 13, 21, 22 und 23, 31, 32 und 33 und 41, 42 und 43, die alle einen lichten
Durchmesser von 750 mm haben, erfordert große Wanddicken. Es werden deshalb Rohrelemente
verwendet, deren Wanddicken 52 mm betragen.
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Fig. 2 zeigt einen Teil der Fig. 1 in größerem Maßstab.
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Es ist nur die Schleife 1 des Primärkreises dargestellt, die im Aufbau
den anderen Schleifen 2, 3 und 4 entspricht.
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Der Dampferzeuger 15 ist, um eine bessere Übersicht zu gewährleisten,
abgebrochen dargestellt.
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Der heiße Strang 11 weist zwei Bögen 111 und 112 auf. Während ein
Einsatz von vorgefertigten Krümmern fünf Rundschweißnähte 113 bis 117 erfordert,
ermöglicht die Erfindung einen Verzicht auf drei Rundschweißnähte 114, 115 und 116.
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Der Saugstrang 12 besitzt drei Bögen 121, 122 und 123.
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Der Einsatz vorgefertigter Krümmer erfordert hier sechs Rundschweißnähte
124 bis 129. Nch der Erfindung kann auf vier Rundschweißnähte 125, 126, 127 und
128 verzichtet werden.
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Der kalte Strang 13 hat nur einen Bogen 131. Bei der Verwendung eines
vorgefcrtigten Krümmers sind hier vier Rundschweißnähte 132, 133, 134 und 135 erforderlich
Die Erfindung ermöglicht aber den Verzicht auf zwei Rundschweißnähte 133 und 134.
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Die gesamte Schleife 1 des Primärkreises enthält nach der Erfindung
nur noch sechs Rundschweißnähte 113, 117, 124, 129, 132 und 135, nämlich die Rohranschlüsse
am Reaktordruckbehälter 5, am Dampferzeuger 15 und an der Hauptkühlmittelpumpe 14.
Neun der zuvor fünfzehn Rundschweißnähte werden nach der Erfindung eingespart.
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Die vier in Fig. 1 dargestellten Schleifen 1, 2, 3 und 4 eines Primärkreises
in einem Druckwasserreaktor weisen insgesamt nur noch vierundzwanzig Rundschweißnähte
auf, gegenüber sechzig nach alter Lehre.
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Die Erfindung ermöglicht also den Verzicht auf sechsunddreißig Rundschweißnähte,
die den ungestörten Betrieb des Reaktors beeinträchtigen können. Das entspricht
einer Verminderung um 60 %.
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Fig. 3 zeigt eine Gesenkpresse 6, bestehend aus dem beweglichen Obergesenk
61 und dem festen Untergesenk 62, zum Biegen längsnahtfreier Rohre 8, wie sie für
die Schleifen 1, 2, 3 und 4 des Primärkreises Verwendung finden.
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Nach dem Schmieden eines Rohlings werden die gewünschten Innen- und
Außendurcinesser des Rohres 8 gedreht, wobei an den Rohrenden und in den Bereichen,
die gebogen werden sollen, größere WandelLcken vorgesehen werden, um die Verarbeitung
zu erleichtern. Dann wird nach einer maschinellen, austenitischen Aiftragsschweißung
der Innenoberfläche das Rohr 8 z. B. mit einem Brenner oder induktiv erhitzt
und
danach in der dargesiellten Gesenkpresse 6 warm gebogen. nas Untergesenk OL isl
fest mont tert und das Obergesenk 61 wird vertikal in Richtung des Tíeiles 7 bewegt.
Beide Teile der Gesenkpresse 6 sind so ausgebildet, daß sie im geschlossenen Zustand
einen Raum umschließen, der in Form und Volumen genau den äußeren Abmessungen des
benötigten, gebogenen Rohres 8 entspricht.
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Vor dem Biegevorgang werden in das Rohr 8 aus Stahl gefertigte Aussteifungskörper
9 eingebracht, die aus zwei gleichen, miteinander verschraubten Teilen 91 und 92
bestehen. Nach dem Biegevorgang werden die Schr#tubverbindungen dann gelöst und
die Aussteifungskörper 9 geteilt aus dem Rohr 8 ausgeführt.
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Eine Kühlung der Gesenkpresse 6 mit Wasser ist vorgesehen, um zu verhindern,
daß sich infolge der Einwirkung von Reibungswärme die Struktur des Rohrmaterials
verändert.
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Die fertig gebogenen Rohre 8 werden vergütet und können dann im Druckwasserreaktor
für den Aufbau der Schleifen 1, 2, 3 und 4 des Primärkreises verwendet werden.
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3 Patentansprüche 3 Figuren
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