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Abstützeinrichtung an einem Druckbehälter, insbesondere
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einem Reaktordruckbehälter, gegen Horizontalkräfte Die Erfindung bezieht
sich auf eine Abstützeinrichtung an einem Druckbehälter, insbesondere einem Reaktordruckbehälter,
gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Eine solche Abstützeinrichtung ist durch die DE-OS 27 52 045 bekannt.
Sie dient als zusätzliche Abstützeinrichtung des Reaktordruckbehälters bei Seitenlasten,
also Kräften, die quer zu seiner Längsachse wirken,.wobei der Druckbehälter außerdem
im Bereich seiner HauptkUh1mittelstutzenoder zu oder nahe diesem Bereich innerhalb
einer Hauptabstützebene an entsprechenden Tragpratzen, die in einer Reaktordruckbehälter-Abstützung
gelagert sind, auf dem biologischen Tragschild aufgelagert ist.
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Die vorliegende Erfindung geht von der Überlegung aus, daß sich die
Zapfenführung im Bodenkalottenbereich eines Reaktordruckbehälters als Zusatzabstützung
gegen Erdbebenkräfte, die unter anderem als Horizontalkräfte auftreten, in vorteilhafter
Weise verwenden läßt.
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Es liegt die Aufgabe vor, die Abstützeinrichtung gemäß Gattungsbegriff
so auszubilden, daß sie für Montage, Wartung und Betrieb besonders gut geeignet
ist und sich gegebenenfalls auch eine Nachrüstung ohne allzu großen Aufwand durchführen
läßt.
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Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichen
des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildung sind in
den Unteransprüchen 2 bis 8 angegeben.
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Im folgenden wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
der Gegenstand der Erfindung noch näher erläutert. Darin zeigt in schematischer,
vereinfachter Darstellung: Fig. 1 im Ausschnitt, zum Teil in Ansicht, zum Teil im
Schnitt, die untere Hälfte eines Reaktordruckbehälters mit einer erfindungsgemäßen
Abstützeinrichtung; Fig. 2 die Abstützeinrichtung nach Fig. 1, vergrößert im Detail;
Fig. 3 den Schnitt längs der Schnittebene III-III aus Fig. 2, wobei Jedoch die Darstellung
im Mittellinienbereich nicht abgebrochen ist; Fig. 4 im Vergleich zu Fig. 1 stark
verkleinert die Betonkonstruktion des Containments mit der Grundplatte und den sie
haltenden, schräg durch entsprechende Kanäle im Beton verlaufenden Spanngliedern
und Fig. 5 die Einzelheit X aus Fig. 4, d.h. den grundplattenseitigen Kopfbereich
eines Spanngliedes.
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Der in Fig. 1 in seinen äußeren Umrissen im Ausschnitt dargestellte
Reaktordruckbehälter (RDB) eines Kernkraftwerkes mit Druckwasserreaktor besteht
aus einem zylindrischen Hohlkörper 1.0 mit unten bzw. bodenseitig angeschweißter
Kugelkalotte 1. Der im folgenden abgekürzt als Druckbehälter (RDB) bezeichnete Reaktordruckbehälter
"hangt" bzw. ist aufgelagert an bzw. mittels Tragpratzen seines Hauptkühlmittelstutzen-Bereiches,
die auf einer entsprechenden Reaktordruckbehälter-Abstützung z.B.
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Tragkonsolen o.dgl. des biologischen Schildes 100 aufliegen, welche
aus dem äußeren Tragschild 100a und dem Innenschild 100b besteht (die Auflagerung
ist in der Zeichnung nicht dargestellt). Der biologische Schild 100 umgibt die Reaktorgrube
101, welche den Druckbehalter
aufnimmt, ist an seinem Innenumfang
mit einer Wärmedämmschicht 102, bestehend aus Metallfolien und/ oder Mineralfasern,
ausgekleidet und, wie erwähnt, in den äußeren Tragschild 100a und den Innenschild
100b aufgeteilt, welche, konzentrisch zueinander angeordnet, zwischen sich einen
Kühlluftspalt 103 bilden, welcher in bodenseitige Kühllufträume 103a (siehe KUhlluftströmungspfeile
f1) übergeht.
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In der vertikalen Achse 1.1 des Druckbehälters RDB ist an der Kugelkalotte
1 ein nach unten weisender FUhrungszapfen 2 befestigt, der zylindrisch geformt ist
und - bei einem Außendurchmesser des Druckbehälters von ca. 5500 mm - einen Durchmesser
von z.B. 800 mm bei einer Länge von 450 mm aufweist. Der Führungszapfen 2 kann angeschmiedet
sein, er ist dann am Druckbehälter RDB tangewachaen" (Fig. 1). Er kann Jedoch auch
als gesondertes Bauteil, insbesondere hohlzylindrisch mit einem Boden, ausgebildet
und mit seinem Boden innerhalb einer zylindrischen Vertiefung der Kalottenverstärkung
2.1 eingepaßt und an der Verstärkung 2.1 festgeschraubt sein, wobei er dann von
einem Zentrierrand umgeben ist (Fig. 2).
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Der Führungszapfen 2 steht im Eingriff mit einem ihn umfassenden ortsfesten
Tragrohr 3 mit kreisförmigem Querschnitt, dessen Innendurchmesser etwas größer ist
als der Außendurchmesser des Führungszapfens 2. In dem dadurch freibleibenden Ringspalt
4 ist eine Manschette aus Gleitmetall 4.0 angeordnet, wobei das Gleitmetall 4.0
als Ring oder aus mehreren Segmenten bestehend ausgeführt sein kann und insbesondere
am Innenumfang des Tragrohres 3 festgeschraubt ist. Als Gleitmetall kommt z.B. Bronze
oder Gußeisen in Betracht; es muß eine reibungsarme Wärmebewegung des FUhrungszapfens
2 in Richtung der Druckbehalterachse 1.1. zulassen, außerdem
muß
es die Seitenkräfte aufnehmen.
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Das Tragrohr 3 ist an einer einbetonierten Grundplatte 5 in Horizontalrichtung
justierbar aufgelagert und an dieser mittels der Befestigungsschrauben 6 festgeschraubt.
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Zur Lagerung auf der Grundplatte 5, welche mittels Spanngliedern 7
im Betonfundament 8 des Containments verankert ist (Fig. 3) weist das Tragrohr 3
einen plattenförmigen Stützfuß 3.1 auf, welcher mit einer planen Unterseite auf
der planen Oberseite der Grundplatte 5 ruht. Der Stützfuß 3.1 hat eine rechteckige,
insbesondere eine quadratische Grundfläche, wie es aus Fig. 3 näher ersichtlich
ist. Die Grundplatte 5 hat einen wulstartigen, hochgezogenen Rand 5.1, der einerseits
von den Spannelementen 7 durchdrungen ist, andererseits als Widerlager für die Einstellkeile
9 dienen kann, wie es Fig. 2 näher zeigt.
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Der untere Bereich des Tragrohres 3, der an das Betonfundament 8 angrenzt,
ist zur Reduzierung des Wärmefiberganges auf letzteres durch Dämmelemente 10 von
der Art 102, wie sie den Druckbehälter RDB umschließen, ausgefüllt. Es handelt sich
dabei insbesondere um eine Metallfolien- bzw. Mineralfaser-Wärmedämmung, z.B. in
Form von Kassetten. Auch die Nischen am Außenumfang zwischen Tragrohr 3 und der
angrenzenden Wärmedämmschicht 102 sind mit Dämm-Material 10.1 ausgefüllt (Fig. 1).
Die Füllung mit Dämmelementen 10 ist mit einem im Tragrohr 3 eingepaßten und mit
diesem verbundenen Abdeckblech 11 abgedeckt (Auflagering lla, Verschraubung 11b);
der zwischen Führungszapfen 2 und dem Abdeckblech 14 bestehende Hohlraum 12 soll
bewirken, daß ein Wärmetransport von Raum 101 über Tragrohr 3 nur über den Rohrquerschnitt
in Richtung Beton der Gebäudegrundplatte (bzw. Innenschild) erfolgen kann (Wärmedrossel-Wirkung);
Bohrungen 3.0 und Ausnehmun-
gen 4.1 im Gleitlager 4 dienen nur
dem konvektionellen Luftaustausch zum heißen Raum 101.
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Fig. 2 zeigt nähere Einzelheiten, und zwar eine vom Raum 12 nach unten
in den Reaktorsumpf führende Entwässerungsleitung 13, welche das Abdeckblech 11,den
Dämmeinsatz 10, den Stützfuß 3.1 und die Grundplatte 5 durchdringt. Ferner sieht
man, daß die Einstellkeile 9 mit Schrägflächen 9.1 an entsprechend schrägen Gegenflächen
5.11 des verstärkten Randes 5.1 der Grundplatte 5 zwecks Horizontal einstellung
letzterer gleitend geführt sind, wobei die Keile 9 durch einen Haltewinkel 14 mit
Stellschrauben 14.1 übergriffen werden, der mit seinem Fuß 14.2 an der Oberseite
des verstärkten Grundplatten-Randes 5.1 mittels der Halteschrauben 14.3 festgeschraubt
ist. Durch die sich nach unten ver Ungenden Einstellkeile 9 kann im Falle der Fig.
2 also erreicht werden, daß (bei noch nicht eingeschraubten Befestigungsschrauben
6) das Tragrohr 3 mit seinem Stützfuß 3.1 in die Richtungen + x im Rahmen des Justierspielraumes
so verstellt werden kann, daß das Tragrohr 3 in der Justierrichtung x mit dem Führungszapfen
2 fluchtet.
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Entsprechend sind in der Justierrichtung y (siehe Fig. 3) ebenfalls
Einstellkeile 9 vorgesehen, wobei im rechten Teil der Fig. 3 eine Variante mit Einstellkeilen
9' und zugehörigen Schrägflächen 9.1' dargestellt ist, bei der der Keilwinkel sich
nicht in einer Vertikalebene wie im Beispiel nach Fig. 2 sondern in einer Horizontalebene
aufspannt. Auch das Keilpaar 9.1' ist an einer Halteleiste bzw. einem befestigten
Rand 5.1 der Grundplatte 5 abgestützt; es bewirkt eine Verschiebung des Tragrohres
3 mit seinem Stützfuß 3.1 in Richtung x bei Relativverschiebung der Keile 9.1' zueinander,
wozu einem oder auch beiden Keilen 9.1' je
eine an der Halteleiste
5.1 verankerte Stellschraube 15 zugeordnet ist. Nach der Justierung mg des Tragrohres
3 mit seinem Stützfuß 3.1 werden die Gewindebohrungen 5.2 in die Grundplatte geschnitten
und die Befestigungsschrauben 6 in die Bohrungen 3.2 des StWtzfußes 3.1 eingefügt
und in die Gewindebohrung 5.2 eingeschraubt.
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Das Verbohren nach Justierung kann entfallen, wenn z.B.
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die Durchgangsbohrungen 3.2 so viel Übermaß aufweisen, daß die einen
entsprechend größeren Kopf aufweisenden Befestigungsschrauben 6 in Jedem Falle in
die Gewindebohrungen 5.2 passen. Es ist auch möglich, anstelle der dargestellten
BeSestigurlgsschrauten 6 Stiftschrauben zu verwenden und nach der Justierung die
freien Enden der Stiftschrauben durch Traversen zu überbrücken und darauf dann Befestigungsmuttern
aufzuschrauben.
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Fig. 4 zeigt noch in schematischer Gesamtansicht und Fig. 5 im Detail
die Spannglieder 7 zur Befestigung der Grundplatte 5 im Spannbeton 8 des Containments.
Die Spannglieder 7 durchdringen das Betonfundament in Schräglage in entsprechend
schräg orientierten Durchgangskanälen 7.1 und die Grundplatte 5, d.h. ihren verstärkten
Randbereich 5.1, in Schrägbohrungen 5.3. Die Köpfe der Spannglieder 7 weisen ein
Anschlußgewinde 17 für eine hydraulische Spannvorrichtung und eine Verschraubung
16 auf. Die nicht dargestellte hydraulische Spannvorrichtung konnte auf die ringförmige
Stützfläche 19 aufgesetzt und so über die Teile 16 und 17 gestülpt werden. Die Durchgangsbohrung
7.1 ist an ihrem Innenumfang mit einer Wärmedämmung 104 ausgefüttert, und diese
wird nach innen von einem Schutzrohr 18 umgeben. Bei den Spanngliedern 7 kann es
sich um Zuganker handeln oder um Spannkabel, wobei zweckmäßig mindestens an jeder
Ecke der Grundplatte 5 Je ein Spannglied angeordnet ist.
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Von der Erfindung wird auch eine Ausführungsform umfaßt, bei der
ein Führungszapfen nicht fest mit der Bodenkalotte verbunden ist, sondern mit dem
Tragrohr, wobei dann zwischen einem hülsenförmigen Fuhrungsfortsatz der Kalotte
und dem in diesen fassenden Führungszapfen entsprechende Gleitmetalleinsätze vorgesehen
sind.
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5 Figuren 8 Patentansprüche