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Im Gebäude eines Kernreaktors gelagerte Kühlmittelpumpe
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Die Erfindung liegt auf dem Gebiet des Kernreaktorbaus und ist bei
der konstruktiven Ausgestaltung der stützkonstruktion für die im Primärkreislauf
angeordnete Kühlmittelpumpe anzuwenden.
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Die Kühlmittelpumpe ist ein Hauptbestandteil des primären Kühlkreises
eines Kernreaktors. Ihre Funktion muß daher auch in Notfällen wie Erdbeben, Flugzeugabsturz
auf.
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das Reaktorgebäude oder äußerer Explosion gewährleistet sein. Die
Kuhimittelpumpe muß auch in der Lage sein, im Schadensfall auftretende stoßartige
Belastungen auf das Reaktorgebäude zu übertragen, ohne dabei ihre Standsicherheit
zu gefährden. Die Lagerung der Kühlmittelpumpe muß weiterhin mit Rücksicht auf thermische
Beanspruchungen horizontale Verschiebungen ermöglichen.
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Auch sollte im Hinblick auf Wartungsarbeiten ein leichter Zugang zur
Pumpe gegeben sein. Ebenso ist für den Einsatz von Manipulatoren zur Überprüfung
der Schweißnähte im Bereich der beiden Anschlußstutzen für die Kühlmittelrohrleituhg
ein möglichst großer Freiraum erwünscht.
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Den genannten Anforderungen hat die konstruktive Ausgestaltung der
Stützkonstruktion der Kühlmittelpumpe Rechnung zu tragen. Bisher wurde das Pumpengehäuse,
das in aller Regel unter Zwischenschaltung einer Motorlaterne vertikal unter dem
Motosgehäuse angeordnet ist, entweder hängend durch Zugstangen oder stehend durch
Stahlatützen im Reaktorgebäude abgestützt. In beiden Fällen s&nd die Tragglieder
als Pendel ausgebildet.
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Derartige Tragglieder schränken den Zugang zur Kühl-
mittelpumpe
ein und beschränken eine kornpakte Ausgestaltung der Motorlaterne oder sind in Schadensfällen
wie Leck in der Kühlmittelrohrleitung durch Strahikräfte besonders gefährdet.
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Ausgehend von einer Kühlmittelpumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffes
des Anspruches 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Abstützung des Pumpengehäuses
derart zu verbessern, daß eine kompakte Bauweise der Kühlmittelpumpe und ein ungehinderter
Zugang zur Motorlaterne möglich wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß
die Stützkonstruktion aus drei Pratzen besteht, deren Körper jeweils auf einem kombinierten
Kipp-/Gleitlager aufliegt und die jeweils mit zwei seitlich und zangenartig am Pumpengehäuse
angreifenden Tragarmen versehen sind.
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Bei einer derartigen Abstützung kann die Kühlmittelpumpe kompakter
gebaut werden, die Motorlaterne in ihrem Durchmesser uneingeschränkt vergrößert
und damit in der Höhe reduziert werden kann. Durch die kompaktere Bauweise kann
die Funktion der Kühlmittelpumpe auch bei hohen Erdbebenkräften gewährleistet werden.
Durch die Verwendung von Pratzen wird die Basis für die Abstützung der Pumpe verbreitert,
was die Standsicherheit der Pumpe bei Schadensfällen vergrößert. Weiterhin befindet
sich die Pratzenabstützung außerhalb des durch Strahlkräfte gefährdeten Bereiches,
wodurch die Integrität der Abstützung der Hauptkühlmittelpumpe auch im Schadensfall
gewährleistet wird. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die Pratzen gleichzeitig
als Ausschlagsicherungen dienen können. Durch die Gleitlager unterhalb der Pratzenkörper
wird die horizontale Verschiebbarkeit der Kühlmittelpumpe gewährleistet. Im übrigen
ist für den Dichtungsausbau der Hauptkühlmittelpumpe ein uneingeschränkter Zugang
zur
Motorlaterne gegeben. Im Falle von Wiederholungsprüfungen an den Stutzennähten der
Kühlmittelpumpe wird die freie Beweglichkeit des Manipulators durch die Pratzenabstützung
nicht eingeschränkt.
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Hinsichtlich der.Befestigung der Tragarme der Pratzen am Pumpengehäuse
empfiehlt es sich, die Tragarme mit dem Pumpengehäuse kraftschlüssig zu verzahnen.
Dabei ist sowohl hinsichtlich der Fertigung als auch der Montage eine lineare Verzahnung
besonders vorteilhaft.
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Die Kipp-/Gleitlager, auf denen die Pratzenkörper aufliegen, können
auf einer Betonkonsole einer Zwischenwand des Reaktorgebäudes angeordnet sein. Hinsichtlich
der Gesamtkonstruktion des Reaktorgebäudes empfiehlt es sich aber, für das Kipp-/Gleitlager
einen Tragkörper vorzusehen, der über Zugstangen, die im Reaktorgebäude verankert
sind, hängend angeordnet und seitlich geführt ist. Diese Anordnung des Kipp-/Gleitlagers
berücksichtigt, daß die Decken im Reaktorgebäude sehr stabil ausgebildet sind und
daß sich für den Wärmeübergang von der Kühlmittelpumpe zur Betonverankerung ein
relativ langer Weg ergibt.
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Um weiterhin in Not- und Schadensfällen aufwärts gerichtete, stoßartige
Belastungen aufnehmen zu können, empfiehlt es sich weiterhin, oberhalb des Körpers
jeder Pratze eine vertikale Ausschlagsicherung vorzusehen.
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Ein Ausführungsbeispiel der neuen Kühlmittelpumpe ist in den Figuren
1 bis 4 dargestellt.
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Die Fig. 1 und 3 zeigen in zwei um 900 gegeneinander versetzten Ansichten
bzw. Schnitten eine Kühlmittelpumpe 1, in die ein Kühlmittel über eine nicht naher
bezeichnete Rohrleitung von unten eintritt und aus der das Kühlmittel über eine
ebenfalls nicht näher bezeichnete Rohrleitung horizontal austritt. Vertikal über
der Kühl-
mittelpumpe 1 befindet sich der Antriebsmotor, der in
dem Motorgehäuse 2 gelagert ist und sich über die zwischengeschaltete Motorlaterne
3 auf dem Gehäuse der Kühlmittelpumpe abstützt.
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Die den Motor tragende Kühlmittelpumpe ist in Betonwänden und Betondecken
gelagert. Hierzu sind drei am Umfang der Kühlmittelpumpe in einer horizontalen Ebene
angeordnete Pratzen 4, 5 und 6 vorgesehen, deren Körper 7 jeweils auf einem Kipp-/Gleitlager
8 ruht, Die Pratzen 4, 5 und 6 erfassen das Pumpengehäuse jeweils mit zwei von oben
und von unten angreifenden Tragarmen 9 und 10, wobei die Enden der Tragarme mit
dem Pumpengehäuse über die lineare Verzahnung 11 kraft- und formschlüssig verbunden
sind.
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Die kombinierten Kipp-/Gleitlager 8 ruhen jeweils auf einem Tragkörper
12, der mittels zweier Zugstangen 13 hängend an einem Deckenteil 14 befestigt ist.
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Jeder Tragkörper 12 ist gemäß Fig. 2 über eine Schwalbenschwanzführung
15/16 seitlich fixiert und vertikal geführt, wobei diese Führung mit Hilfe der Grundplatte
17 gewährleistet ist, die ihrerseits in einer Betonwand verankert ist. Die Ausbildung
der Pratzen als horizontale Ausschlagsicherungen zeigt die Draufsicht auf das Pumpengehäuse
in Fig. 4.
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Die Körper 7 der Pratzen 4 und 5 werden zusätzlich mit einem radial
zum Pumpengehäuse nach außen weisenden Stempel 19 versehen. Dieser steht einem Dämpfungselement
20 gegenüber, welches über eine Grundplatte 21 in einer Betonwand verankert ist.
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Durch diese Anordnung kann in einem Schadensfall wie Abriß der Kühlmittelrohrleitung
die stoßartige Belastung auf das Pumpengehäuse 1 über die Pratzen 4 und 5 in das
Reaktorgebäude abgeleitet werden. Der Stempel 19
dringt bei diesem
dynamischen Vorgang in das Dämpfungselement 20 ein und verformt dieses. Durch den
dadurch gewonnenen Verformungsweg wird die stoßartige Belastung des Reaktorgebäudes
reduziert.
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Die Anordnung der vertikalen Ausschlagsicherungen 18 sieht man in
Fig. 1 und 2. Sie befinden sich zwischen den Zugstangen 13 eines Tragkörpers 12
und werden in dem Deckenteil 14 verankert. Ihre untere Stirnfläche steht der Deckfläche
des Körpers 7 der Pratzen 4, 5 und 6 gegenüber. Durch diese Anordnung kamin in Not-und
Schadensfällen die aufwärts gerichtet stoßartige Belastung auf das Pumpengehäuse
1 über die Pratzen 4, 5 und 6 und die vertikalen Ausschlagsicherungen 18 in die
Decke des Reaktorgebäudes abgetragen werden.
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In dem dargestellten Auführungsbeispiel sind die drei Pratzen 4, 5
und 6 unter einen Winkel von jeweils 900 zueinander am Umfang des Pumpengehäuses
angeordnet.
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Man kann aber auch einen größeren Winkel vorsehen. Bei einem Winkel
von 1200 würde sich das Eigengewicht der Kühlmittelpunpe auf alle drei Pratzen gleichmäßig
verteilen.
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Die Wahl des Winkels hängt auch von der Größe und Richtung der auf
das Pumpengehäuse wirkenden Kräfte und Momente und den Gegebenheiten des Reaktorgebäudes
ab.
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Bei dem im Rahmen der Erfindung verwendeten Kipp/Gleitlager 8 handelt
es sich um eine bekannte Lagerkonstruktion.
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Unter dem Körper 7 der Pratzen wird eine selbstschmierendew hitzebeständige
und strahlungsresistente Lubrite-Gleitplatte vorgesehen, die in das Lageroberteil
eingelassen wird.
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Das konkav ausgebildete Lageroberteil ruht auf einem konvex ausgebildeten
Lagerfuß, der äuf dem Tragkörper 12 aufliegt.
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Am Pumpengehäuse 1 und am Motor gehäuse 2 können weiterhin je zwei
Stoßbremsen 22 vorgesehen werden, die eine horizontale Verschiebbarkeit der Kühlmittelpumpe
gewähr~ leisten und in Notfällen wie Erdbeben, Flugzeugabsturz oder äußere Explosion
durch ihr Blockieren die horizontalen stoßartigen Belastungen abtragen.
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6 Ansprüche 4 Figuren