DE3140910A1 - Vorrichtung zur messung der heissgas-temperatur unter dem dampferzeuger eines hochtemperatur-kernreaktors - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Messung der Heißgas-Temperatur unter
• dem Dampferzeuger eines Hochtemperatur-Kernreaktors Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Temperatur der Heißgase mittels Thermoelemente im Heißgaskanal unter dem Dampferzeuger eines Hochtemperatur-Kernreaktors.
• Die Temperatur des vom Reaktorkern kommenden, den Heißgaskanal durchströmenden Heißgase (750 bis 900 Grad Celsius) muß vor Eintritt in den Dampferzeuger zuverlässig gemessen werden. Diese Messung muß aus sicherheitstechnischen Gründen daher überprüfbar und redundant sein. Dabei muß die Lebensdauer der Meßvorrichtung größer sein als das Inspektions- bez. Revisions- Intervall.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung mit einfachen Mitteln zu schaffen, welche Vorrichtung sowohl ein hohes Maß an Meßsicherheit und kontrollierbare Betriebsbereitschaft gewährleistet und konstruktiv den betreffenden Temperaturverhältnissen angepaßt ist, als auch, je nach den Erfordernissen, ihren teilweisen oder vollständigen Ausbau zwecks Austausch ermöglicht.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß: a) mehrere Temperaturelemente vorgesehen sind, von denen einige wahlweise zur Kontrolle schaltbar sind, b) die Leiter der Temperaturelemente zu einem von außen nach innen sich verjüngenden, flexiblen Bündel vereint sind, das in einer gasdichten, von der Außenseite des Spannbetonbehälters bis in den Heißgaskanal reichenden Kapsel komplett herausnehmbar angeordnet ist, c) das Ende des Bündels der Thermoelement-Leiter in der Bohrung einer unter dem Dampferzeuger im Heißgaskanal angeordneten Lochplatte in Keramik-Büchsen geführt gehalten ist.
• In vorteilhaften Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstands kann dieser mit den in den Unteransprüchen 2 bis 7 genannten Merkmalen ausgestattet sein.
• Anzahl, Anordnung und Schaltung der Thermoelemente ermöglichen eine hohe Meßsicherheit und eine kontrollierbare Betriebsfähigkeit dieser Meßvorrichtung. Ferner sind die Thermoelement-Leiter und deren Fühler so geführt und gehalten, daß diese mechanischen Beanspruchungen nicht ausgesetzt sind. Dabei kann sich das Thermoelement-Bündel wegen seiner und der Haltestangeelastizität den wärmebedingten Bewegungen der Lochplatte gut anpassen.
• Weitere Vorteile sind, daß die in der Lochplatten-Bohrung befindlichen Keramik-Haltebüchsen mit der Lochplatte nicht verschweißen können und ferner die konstruktiv bedingte gute teilweise oder vollständige Ausbaubarkeit der Vorrichtung.
• Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstands anhand beiliegender Zeichnung näher beschrieben.
• Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht der eingebauten erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 2 einen Teilschnitt bei A in Fig. 1, Fig. 3 einen Teilschnitt bei B in Fig. 1 , Fig. 4 einen Teilschnitt bei C in Fig. 1, Fig. 5 einen Teilschnitt bei D in Fig. 1 Fig. 6 einen Teilschnitt bei E in Fig. 1 Fig. 7 einen Teilschnitt bei F in Fig. 1.
• Fig. 1 zeigt die durch den Spannbetonbehälter 10 hindurchgeführte, in einem Panzerrohr 12 untergebrachte und mit ihrem Thermoelement-Fühlern 14 bis in eine Lochplatte 16 reichende Heißgastemperatur-Meßvorrichtung. Die Lochplatte 16 befindet sich unterhalb des Dampferzeugers 18 in den vom nicht gezeigten Reaktor kommenden und in den Dampferzeuger führenden Heißgasstrom "HG" und wird von diesem durchströmt.
• Fig. 2 zeigt das aus dem Spannbetonbehälter 10 herausragende äußere Ende der Meßvorrichtung mit das Panzerrohr gasdicht abschließendem Deckel 3 mit Hartglasdurchführung 2 sowie die durch diese hindurch geführten Thermoelement-Leiter 24 ferner den äußeren Bereich des Abschirmstopfen 20 mit zylindrischer Verlängerung 11 und Durchfluß-Begrenzungsdeckel 23.
• Gemäß Fig. 3 ist im äußeren, verdickten Bereich des Panzerrohres 12 ein Abschirmstopfen 20 mit zylindrischer Verlängerung 11 untergebracht, der zur Aufnahme von Steckschlüsselschäften 25 und Verbindungsbuchsen 17 sowie von mehreren gasdichten, auf einem Kreis mit dem Durchmesser D angeordneten Führungsrohren 22 für die Leiter 24 der Thermoelemente dient. Der Abschirmstopfen 20 ist über einen daran befestigten hohlkugelförmigen Flansch 9 mittels Gewindebolzen 26 mit einem entsprechend kugelförmigen, äußeren Flansch 28 eines sich daran anschtießenden, zweiteiligen Innen-Stopfens verbunden. Der Hohlraum des Abschirmstopfens 20 ist von einer Durchfluß-Begrenzungsplatte 23 gasdicht verschlossen und mit Abschirmbeton 39 ausgefüllt. Mittels nicht gezeigter Rollen ist der Abschirmstopfen 20 im Panzerrohr 12 zentriert geführt und mit zwei Stellschrauben 21 eingerichtet. Die Führungsrohre 22 sind mittels Rohrverschraubungen 19 im Durchfluß-Begrenzungsdeckel 23 gasdicht befestigt.
• Die Fig. 4 und 5 zeigen den auf den Rohren 40, 42 bestehende, zweiteilige Innen-Stopfen, der durch die mit Dehnschrauben 35 miteinander verbundene Flansche 44, 46 zusammengesetzt ist. Die Thermoelement-Leiter sind in diesem Bereich durch Führungsrohre 32, 33 geführt. Die Führungsrohre 33 der Thermoelement-Leiter 24 enden im Kugelflansch 43, wobei letztere ab hier in einem Tragrohr weiter geführt sind. Dieses Tragrohr besteht aus einem an seinem äußeren Umfang mit Führungsnuten für die Thermoelement-Leiter 24 versehenen Innenrohr 50 und einem darüber angeordneten, die Leiter 24 in den Nuten haltenden, äußeren Halterohr 52. Beide Rohre 50, 52 sind in der Panzerrohr-Verlängerung angeordnet. Das Innenrohr 50 ist mittels eines ersten Stiftes 54 einerseits mit einem am Tragflansch 45 angeschweißten Rohrstück 56 und andererseits mittels eines zweiten Stiftes 58 mit dem Außenrohr 52 lösbar verbunden. Der Tragflansch 45 ist mittels Dehnschrauben 37 mit dem Panzerrohr-Stutzen 47 lösbar verbunden. Das Innenrohr 50 dient zur Aufnahme einer biegsamen Haltestange 60, die einen Ends mittels eines Stiftes 62 mit dem Rohrstück 56 und dadurch auch mit dem Tragflansch 45 lösbar verbunden ist. Anderen Ends sind auf der Haltestange-60 zwei Keramik-Führungsbüchsen 80, 82 befestigt (Fig. -7), die zur Aufnahme der Thermoelement-Leiter dienen und in einer Bohrung 85 der Lochplatte 16 geführt bzw. abgestützt sind.
• Wietdie Fig. 6 zeigt, dient die Haltestange 60 auch zur Aufnahme einer innerhalb der Abschirmung 90 befindlichen Lagerbüchse 72, die im äußeren Halterohr 52 gelagert und mittels eines Stiftes 74 mit der Haltestange 60 verbunden ist. Dieser Stift 74 verbindet auch den in die Panzerrohr-Verlängerung 13 bei 71 (Fig. 1) eingeschraubten Verschlußstopfen 70 samt Endstück 73 mit der Lagerbüchse 72 und der Haltestange 60. In der Lagerbüchse 62 sind Führungsrohre 75 für die Thermoelement-Leiter 24 befestigt, welche Rohre mit ihrem anderen Ende in der ersten Keramik-Führungsbüchse 80 befestigt sind. Zwischen den Büchsen 80 und 82 sowie in ihrem Endbereich bis zu den dem Heißgas-Strom ausgesetzten Thermoelement-Fühlern 14 sind die Thermoelement-Leiter 24 ebenfalls in Rohren 76, 77 geführt, die in den Führungsbüchsen 80, 82 befestigt sind.
• Verbunden durch die Gewindebolzen 26, 29, 35 bilden der Abschirmstopfen 20 samt zylindrischer Verlängerung 11 und der zweiteilige Innenstopfen 40, 42 mit den zwei Kugelflanschverb 1nduigen 9, 28, 43, 45 samt Trag- bzw. Halterohreii 50, 52 sowfu Haltostanges 60 mit Führungs- bzw.
• Stützbüchsen 80, 82 und Thermoelement-Leiter 24 samt deren Führnqsrohren eine komplette Vorrichtungs-Einheit, die sich nacii Lösen der Schrauben 37 aus dem Panzerrohr zwecks War und oder Austausch entnehmen läßt. Erforderlichenfalls kann auch nur der Abschirmstopfen 20 und der zweiteilige Innenstopfen 40, 42 bis einschließlich des äußeren Kugelflansches 43 samt Thermoelement-Leitern 24 durch Lösen der Schrauben bei 15, oder aber nur der Abschirmstopfen 20 samt Thermoelement-Leitern durch Lösen der Schrauben 26, oder schließlich auch nur einzelne Thermoelemente durch Lösen der Rohrverschraubung 19 ausgebaut werden.
• Insgesamt sind zehn Thermoelemente in der Vorrichtung vorgesehen, von welchen der besseren Übersicht wegen nicht alle gezeigt sind. Von den zehn vorhandenen Thermoelementen werden jedoch jeweils nur drei Thermoelemente in einer "zwei von drei-Schaltung" betrieben (Redundanz).
• Die restlichen Thermoelemente stehen als-Reserve zur Verfügung, da gemäß Ausfallstatistik die Thermoelemente auch vor Ablauf des Inspektions-Intervalls ausfallen können.
• Ein Ausfall kann dann durch die "zwei von drei-Schaltung" erkannt werden. Das schadhafte Thermoelement wird von der Schaltung ausgeschieden und die Reserve-Thermoelemente zugeschaltet. Nach-Abschaltung des Reaktors können die Thermoelemente einzeln ausgetauscht werden.
• L e e r s e i t e

Claims (7)

1. Ansprüche 0 Vorrichtung zur Meßung der Temperatur der Heißgase mittels Thermoelementen im Heißgaskanal unter dem Dampferzeuger eines Hochtemperatur-Kernreaktors, dadurch gekennzeichnet, daß: a) mehrere Thermoelemente vorgesehen sind, von denen einige wahlweise zur Kontrolle schaltbar sind, b) die Leiter (24) der Thermoelemente zu einem von außen nach innen sich verjüngenden, flexiblen Bündel vereinigt sind, das in einer gasdichten, von der Außenseite des Spannbetonbehälters (10) bis in den Heißgaskanal (HGK) reichenden Kapsel (12, 13, 70) komplett herausnehmbar angeordnet ist, c) das Ende des Bündels der Thermoelement-Leiter (24) in der Bohrung (85) einer unter dem Dampferzeuger (18) im Heißgaskanal angeordneten Lochplatte~(16) in Keramik-Büchsen (80, 82) geführt gehalten ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapsel von einem Panzerrohr (12, 13) und einem darin konzentrisch geführten Abschirmstopfen (20) und einem damit lösbar verbundenen, zweiteiligen Innenstopfen (28, 40, 42, 43, 44, 46)- sowie einem Verschlußstopfen (70, 73) gebildet ist.
3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramik-Büchsen (80, 82) auf einer elastischen Haltestange (60) gelagert sind, die mit dem Innenstopfen in mittelbarer Verbindung steht.
4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermoelement-Leiter (24) in Führungsrohren (22, 32, 33, 75, 76, 77) und einem Trag-und Halterohr (50, 52) gehalten sind, welche Führungsrohre auf Kreisen mit unterschiedlichen Durchmessern (D1, D2, D3) angeordnet sind.
5. 5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenstopfen (40, 42) über kugelförmige Lagerflansche (9, 28, 43) einen Ends mit dem Abschirmstopfen (20) und anderen Ends mit einem im Panzerrohr-Stutzen (47) befestigten, kugelförmigen Tragflansch (45) lösbar verbunden ist.
6. 6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Trag- und Halterohr einen Ends mit dem Tragflansch (45) und anderen Ends mit einer auf der Haltestange (60) befestigten Haltebüchse (72) lösbar verbunden ist.
7. 7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zehn Thermoelemente vorgesehen sind, von denen jeweils drei einer "zwei von drei-Schaltung" redundant betrieben werden.