DE3602715A1 - Edge connector of a steel liner of a vessel subjected to internal pressure - Google Patents
Edge connector of a steel liner of a vessel subjected to internal pressureInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Stahlauskleidung (Liner) für einen im Normalbetrieb innendruckbelasteten Behälter, insbesondere für einen Spannbeton-Druckbehälter eines Hochtemperaturreaktors (HTR), bestehend aus einem, aus ebenen und gekrümmten Blechteilen zusammengesetzten mit Anschlußrohren versehenen und mittels Verankerungselementen in einem umgebenen Druckkörper befestigten, allseitig gasdichten Stahlblechzylinder, wobei die Blechteile an Kanten des Stahlblechzylinders jeweils über ein Verbindungselement miteinander verschweißt sind.The invention relates to a steel lining (liner) for a container subject to internal pressure in normal operation, especially for a prestressed concrete pressure vessel High temperature reactor (HTR) consisting of one, of flat and curved sheet metal parts assembled with Connection pipes provided and by means of anchoring elements attached in a surrounding pressure body, on all sides gas-tight sheet steel cylinder, the sheet metal parts on Edges of the sheet steel cylinder each over one Connection element are welded together.
Ein innendruckbelasteter Behälter, wie er sich beispielsweise an einem Spannbeton-Druckbehälter eines gasgekühlten Hochtemperaturreaktors (HTR) in dem die wesentlichen Anlagenkomponenten in integrierter Bauweise untergebracht sind, beschreiben läßt, ist wegen der großen Abmessungen aus wirtschaftlichen und technologischen Gründen bevorzugt in einer vorgespannten Verbundkonstruktion in der Form eines stehenden Zylinders mit beispielsweise einem ebenen Boden bzw. Decke ausgeführt. Dieser Behälter besteht aus einer innen liegenden, die Gasdichtheit gewährleistenden Stahlauskleidung (Liner) und einem den Liner form- und kraftschlüssig umgebenden Spannbeton-Druckkörper, der mit seinen Vorspannelementen aus Spannkabeln, die aus dem Innendruck des eingeschlossenen Mediums von beispielsweise 40 bar Betriebsdruck resultierenden Kräfte aufzunehmen hat.A container with internal pressure as it is for example on a prestressed concrete pressure vessel gas-cooled high-temperature reactor (HTR) in which the essential system components in an integrated design are housed, can be described, is because of the large Dimensions from economic and technological Reasons preferred in a biased Composite construction in the form of a standing cylinder with a flat floor or ceiling, for example executed. This container consists of an inside lying, ensuring gas tightness Steel lining (liner) and a form and the liner non-positively surrounding prestressed concrete pressure body that with its pretensioning elements from tensioning cables, which from the Internal pressure of the enclosed medium, for example 40 bar operating pressure resulting forces.
Der Liner ist aus Feinkorn-Baustahlblech gefertigt und aus mehreren ebenen und gekrümmten Blechteilen zu einem Zylinder mit ebener Decke und Boden zusammengesetzt. Er kann wird durch eine gasseitig aufgebrachte metallische Wärmeisolierung, vorzugsweise eine Metallfolienisolierung, und durch betonseitig aufgeschweißte Kühlrohre eines wasserdurchströmten Kühlsystems, in seiner Temperatur so begrenzt werden, daß bei einer Temperaturbelastung von 260°C die Temperatur an der inneren Oberfläche des Druckkörpers großflächig nur noch 35 bis 50°C beträgt.The liner is made of fine grain mild steel sheet and made of several flat and curved sheet metal parts into one Cylinder assembled with a flat ceiling and floor. He can be by a metallic on the gas side Thermal insulation, preferably metal foil insulation, and one through cooling pipes welded on the concrete water-flowed cooling system, in its temperature so be limited that at a temperature load of 260 ° C the temperature on the inner surface of the Pressure body over a large area is only 35 to 50 ° C.
Durch den vorgespannten Spannbeton-Druckkörper, das Kriechen und das Schwinden des Betons, sowie durch unterdrückte Wärmedehnung infolge von Temperaturunterschieden zwischen Druckkörper und Liner wird der Liner überwiegend im elastoplastischen Druckdehnungsbereich beansprucht, wobei durch den Behälterinnendruck in allen Lastfällen, mit Ausnahme von örtlich begrenzten Zonen, keine Zugspannungen im Reaktordruckbehälter auftreten.Due to the prestressed prestressed concrete pressure body, the Creep and shrinkage of the concrete, as well as through suppressed thermal expansion due to Temperature differences between the pressure body and liner the liner is mainly used in elastoplastic Stress expansion range claimed, by the Internal tank pressure in all load cases, with the exception of localized zones, no tensile stress in the Reactor pressure vessel occur.
Die durch den Behälterinnendruck hervorgerufenen Druckkräfte werden über den Liner durch ein System optimal angeordneter Verankerungselemente in den Spannbeton- Druckkörper abgeführt, wobei die an den Rändern der Belastungsfelder des Liners, d.h. im Bereich von Kantenverbindungen angebrachten Verankerungselemente zusätzlich durch Schubkräfte belastet werden. Diesen Schubkräften wird durch eine entsprechende Bemessung der betreffenden Verankerungselemente Rechnung getragen. Zur Vergleichmäßigung der den Spannbeton-Druckbehälter belastenden Druckkräfte im Bereich der Kanten sind die Blechteile des Liners, d.h. Mantelblech, Decken- oder Bodenblech des Liner-Zylinders sowie Anschlußrohre an Liner-Rohrdurchdringungen, über besondere Verbindungselemente verschweißt.Those caused by the pressure inside the tank Compressive forces are optimized by a system via the liner arranged anchoring elements in the prestressed concrete Dissipated pressure body, which at the edges of the Load fields of the liner, i.e. In the range of Anchoring elements attached to edge connections are additionally loaded by shear forces. This one Thrust is determined by appropriate dimensioning of the relevant anchoring elements taken into account. To Uniformization of the prestressed concrete pressure vessel pressure loads in the area of the edges are the Sheet metal parts of the liner, i.e. Cladding sheet, ceiling or Bottom plate of the liner cylinder and connecting pipes Liner pipe penetrations, about special Welded fasteners.
Ein derartiges Verbindungselement ist aus dem Prospekt der Anmelderin P 8309-07-06/1.11 "Kerntechnik- Komponenten und Teilanlagen" Seiten 18, 21 bekannt, daß als sogenannte Krempe die Gestalt eines der beiden äußeren Viertelkreise eines Blechtorus aufweist, an dessen beiden Rändern das Zylindermantelblech und das Boden- oder Deckenblech angeschweißt sind. Ferner ist bekannt, im Bereich der Kanten von Liner Rohrdurchdringungen als Verbindungselement einen Schmiedering oder eine verstärkte Blechronde einzusetzen.Such a connecting element is from the prospectus Applicant P 8309-07-06 / 1.11 "nuclear technology components and subsystems "pages 18, 21 known that as so-called Brim the shape of one of the two outer quarter circles of a tin torus, on the two edges of which Cylinder jacket sheet and the floor or ceiling sheet are welded on. It is also known in the field of Edges of liner pipe penetrations as Connecting element a forged ring or a reinforced one Use sheet rounds.
Die bekannten Verbindungselemente haben jedoch den Nachteil, daß deren Herstellung nicht nur technisch schwierig und aufwendig, sondern auch sehr kostspielig ist. Die Formhaltigung der Krempe ist nur durch aufwendige Aussteifkonstruktionen zu gewährleisten. Bei den bisher gewählten großen Krempenradien ist es weiterhin problematisch, die zu deren Kühlung erforderlichen Kühlrohre auf der Rückseite der Krempe an diese anzupassen und zu verbinden. Kleine Krempenradien bedürfen zusätzlicher Schubrippen am Zylindermantelblech oder am Boden- oder Deckenblech bzw. in der Krempe selbst, um die Lastabtragung in den den Liner umgebenden Druckkörper zu gewährleisten. Das an einer Kantenverbindung einer Liner-Rohrdurchdringung eingesetzte Verbindungselement in Form eines Schmiederinges oder einer verstärkten Blechronde ist teuer in der Herstellung, und die diesbezüglichen Schweißnähte sind nur bedingt einer Prüfung zugänglich.However, the known connecting elements have the Disadvantage that their manufacture is not only technical difficult and expensive, but also very expensive is. The shape of the brim is only elaborate To ensure stiffening structures. With the so far chosen large brim radii it is still problematic, the necessary to cool them Adapt the cooling tubes on the back of the brim to this and connect. Small brim radii are required additional thrust ribs on the cylinder jacket sheet or on Floor or ceiling panel or in the brim itself, around the Load transfer into the pressure body surrounding the liner guarantee. That at an edge connection of a Liner pipe penetration used in Form of a forged ring or a reinforced one Sheet metal is expensive to manufacture, and that related welds are only conditionally one Exam accessible.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Stahlauskleidung (Liner) für einen innendruckbelasteten Behälter, insbesondere für einen Spannbeton- Reaktordruckbehälter konstruktiv derart weiter zu entwickeln, daß als Verbindungselement in den jeweiligen Kantenverbindungen am Stahlblechzylinder ein kostengünstiges und handelsübliches Halbzeug ohne Minderung der Behälterstabilität und -sicherheit eingesetzt werden kann.The invention is based, which Steel lining (liner) for an internal pressure load Containers, especially for prestressed concrete Reactor pressure vessel to develop constructively in such a way that Connection element in the respective edge connections on Sheet steel cylinders an inexpensive and commercially available Semi-finished products without reducing container stability and -safety can be used.
Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Verbindungselement ein längs zur Kante verlaufendes, kreiszylindrisches Rohr ist.To achieve the object, the invention proposes that the connecting element is one along the edge running, circular cylindrical tube.
Der Einsatz eines handelsüblichen Rohres ersetzt in vorteilhafter Weise die aufwendige und kostspielige Herstellung der Krempe. Infolge der relativ großen Linerabmessungen sind Rohrbiegungen, auch zu einem geschlossenen Ring, unproblematisch. Durch die selbsttragende Wirkung eines Rohres, insbesondere eines Flossenrohres, sind umfangreiche Aussteifungsgerüste entbehrlich. Der Rohrdurchmesser ist gegenüber den als Krempen eingesetzten Verbindungselementen sehr viel kleiner, so daß das an den Blechteilen des Stahlblechzylinders aufgeschweißte, wasserdurchströmte Kühlsystem zur Kühlung des erfindungsgemäßen Verbindungselementes ausreicht, und somit eine direkte Kühlung des Verbindungselementes entfällt. Der Einsatz von Flossenrohren bietet überdies den Vorteil, daß die Schweißnähte an den Flossen hundertprozentig prüfbar sind.The use of a commercially available pipe replaces in advantageously the elaborate and costly Manufacture of the brim. As a result of the relatively large Liner dimensions are pipe bends, even one closed ring, unproblematic. Through the self-supporting effect of a pipe, especially one Fin tube, are extensive stiffening structures dispensable. The pipe diameter is compared to the as Brim fasteners used very much smaller, so that on the sheet metal parts of the Sheet steel cylinder welded, flowed through with water Cooling system for cooling the invention Connection element is sufficient, and thus a direct There is no cooling of the connecting element. The use of Fin tubes also have the advantage that the Weld seams on the fins can be checked 100%.
Desweiteren ist bei einer Stahlauskleidung, bei der die Anschlußrohre mit den Blechteilen gleichfalls jeweils über ein Verbindungselement miteinander verschweißt sind, vorzugsweise vorgesehen, das als Verbindungselement auch ein längs zur Kante verlaufendes kreiszylindrisches Rohr eingesetzt ist.Furthermore, with a steel lining in which the Connection pipes with the sheet metal parts also each over a connecting element is welded together, preferably provided that as a connecting element a circular cylindrical tube running along the edge is used.
In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß als Rohr ein Flossenrohr mit mindestens zwei angeformten oder angeschweißten Flossen eingesetzt ist, an die die Blechteile oder ein Anschlußrohr und ein Blechteil des Stahlblechzylinders angeschweißt sind.In a further embodiment it is proposed that a fin tube with at least two molded-on tubes or welded fins to which the Sheet metal parts or a connecting pipe and a sheet metal part of the Sheet steel cylinders are welded.
Ferner wird vorgeschlagen, daß als Flossenrohr ein Rohr mit mindestens einer weiteren, vorzugsweise zwei weiteren Flossen für den Anschluß von Verankerungselementen mit beliebigem Profilquerschnitt eingesetzt ist.It is also proposed that a tube as a fin tube with at least one more, preferably two more Fins for connecting anchoring elements with any profile cross section is used.
Die Anbringung von Verankerungselementen beliebigen Profilquerschnittes an zwei Flossen eines vierflossigen Rohres befreit in vorteilhafter Weise die Zylinderbleche von einer durch Verankerungselemente hervorgerufenen, unmittelbaren Belastung durch insbesodere bei kleinen Rohrdurchmessern auftretende Liner-Schubkräfte.The attachment of anchoring elements any Profile cross-section on two fins of a four-fin Rohres advantageously frees the cylinder plates from one caused by anchoring elements, immediate stress, especially in the case of small ones Liner shear forces occurring in pipe diameters.
In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Flossen in den Querschnitts- Hauptachsen des Rohres angeordnet sind.In a special embodiment of the invention suggested that the fins in the cross-sectional Main axes of the tube are arranged.
Der erfindungsgemäße Vorschlag wird anhand zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele an einem Liner eines Spannbeton-Reaktordruckbehälters in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:The proposal according to the invention is based on two preferred embodiments on a liner Prestressed concrete reactor pressure vessel in connection with the associated drawings described in more detail. Show it:
Fig. 1 eine Detailansicht einer Kantenverbindung an einem Liner-Stahlblechzylinder mit einem Rohr mit vier Flossen als Verbindungselement. Fig. 1 is a detailed view of an edge connection on a liner sheet steel cylinder with a tube with four fins as a connecting element.
Fig. 2 eine Detailansicht einer Kantenverbindung an einem Liner-Stahlblechzylinder im Bereich einer Rohrdurchdringung mit einem Rohr mit zwei Flossen als Verbindungselement. Fig. 2 is a detailed view of an edge connection on a liner sheet steel cylinder in the area of a pipe penetration with a tube with two fins as a connecting element.
Gemäß Fig. 1 ist längs einer aus zwei Blechteilen eines Liner-Stahlblechzylinders, nämlich einem Zylindermantelblech (1) und einem ebenen Boden- oder Deckenblech (2), sich bildenden Kante ein Rohr (3) mit vier den Querschnitt-Hauptachsen zugeordneten Flossen (4, 5, 6, 7) angeordnet. An zwei Flossen (4, 5) sind das Zylindermantelblech (1) und das Decken- oder Bodenblech (2), an den beiden anderen Flossen (6, 7) sind je ein Verankerungselement (9) mit einem T-Profil zur Lastabtragung von Linerschubkräften in einen den Stahlblechzylinder umgebenden Beton (10) eines Spannbeton- Druckkörpers jeweils durch eine Schweißverbindung (8) verbunden. Als Verankerungselement, das entweder in einem Stück oder in mehreren Teilstücken gleichmäßig verteilt längs der gesamten Kantenlänge an der Rohrflosse (6, 7) angeschweißt ist, kann auch ein Element mit einem beliebig anderen Profilquerschnitt angeschweißt werden.According to FIG. 1, a tube ( 3 ) with four fins ( 4. ) Assigned to the cross-sectional main axes is formed along an edge formed from two sheet metal parts of a liner steel sheet cylinder, namely a cylinder jacket sheet ( 1 ) and a flat floor or ceiling sheet ( 2 ) , 5 , 6 , 7 ) arranged. On two fins ( 4 , 5 ) are the cylinder jacket sheet ( 1 ) and the top or bottom sheet ( 2 ), on the two other fins ( 6 , 7 ) are an anchoring element ( 9 ) with a T-profile for load transfer of liner thrust into a concrete ( 10 ) of a prestressed concrete pressure body surrounding the steel sheet cylinder, each connected by a welded joint ( 8 ). An element with any other profile cross section can also be welded on as an anchoring element, which is welded onto the tube fin ( 6 , 7 ) evenly distributed in one piece or in several sections along the entire edge length.
Neben den Verankerungselementen (9) ist das Zylindermantelblech (1) und das Decken- oder Bodenblech (2) durch weitere nicht näher dargestellte Verankerungselemente wie Kopfdübelbolzen, Rippen oder Kühlrohre (11) im Beton verankert.In addition to the anchoring elements ( 9 ), the cylinder jacket sheet ( 1 ) and the ceiling or floor sheet ( 2 ) are anchored in the concrete by further anchoring elements, such as head dowel bolts, ribs or cooling pipes ( 11 ), which are not shown in any more detail.
Der Durchmesser des Flossenrohres (3) wird so klein gewählt, daß am Liner angebrachte wasserdurchströmte Kühlrohre (11) eines Liner-Kühlsystemes aufgrund deren gegenseitigen Abstandes (12) im Bereich der Kante eine ausreichende Kühlung des eingesetzten Flossenrohres (3) zusammen mit den Verankerungselementen (9) gewährleisten.The diameter of the fin tube ( 3 ) is chosen so small that water-cooled cooling tubes ( 11 ) of a liner cooling system attached to the liner, due to their mutual spacing ( 12 ) in the area of the edge, provide sufficient cooling of the fin tube ( 3 ) used together with the anchoring elements ( 9 ) ensure.
In einer anderen Kantenverbindung, im Bereich einer Rohrdurchdringung an dem ebenen Decken- oder Bodenblech (2) des Stahlblechzylinders (Fig. 2) ist als Verbindungselement ein Rohr (13) mit zwei den Querschnitt-Hauptachsen zugeordneten Flossen (14, 15) eingesetzt, von denen die eine Flosse (14) mit dem Decken- oder Bodenblech (2), die andere Flosse (15) mit einem Anschlußrohr (16) mittels jeweils einer Schweißverbindung (8) gasdicht verbunden ist.In another edge connection, in the area of a pipe penetration on the flat top or bottom plate ( 2 ) of the steel sheet cylinder ( FIG. 2), a pipe ( 13 ) with two fins ( 14 , 15 ) assigned to the cross-sectional main axes is used as the connecting element which one fin ( 14 ) is gas-tightly connected to the ceiling or floor panel ( 2 ), the other fin ( 15 ) to a connecting pipe ( 16 ) by means of a welded connection ( 8 ).
Der Anschluß kann auch bei entsprechender Formung des Rohres (13) an das Anschlußrohr (16) auf dem Zylindermantelblech (1) erfolgen.The connection can also be made with a corresponding shaping of the tube ( 13 ) to the connecting tube ( 16 ) on the cylinder jacket sheet ( 1 ).
In beiden Ausführungsbeispielen kannn das ringförmig geschlossene Flossenrohr (3; 13) mit mindestens einer sich zum Inneren des Liners öffnenden, um einen Überdruck im Rohr zu vermeiden, Belüftungsöffnung (17) versehen sein.In both exemplary embodiments, the fin tube ( 3 ; 13 ), which is closed in the form of a ring, can be provided with at least one ventilation opening ( 17 ) which opens to the interior of the liner in order to avoid excess pressure in the tube.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19863602715 DE3602715A1 (en) | 1986-01-30 | 1986-01-30 | Edge connector of a steel liner of a vessel subjected to internal pressure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19863602715 DE3602715A1 (en) | 1986-01-30 | 1986-01-30 | Edge connector of a steel liner of a vessel subjected to internal pressure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3602715A1 true DE3602715A1 (en) | 1987-08-06 |
| DE3602715C2 DE3602715C2 (en) | 1988-01-14 |
Family
ID=6292921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19863602715 Granted DE3602715A1 (en) | 1986-01-30 | 1986-01-30 | Edge connector of a steel liner of a vessel subjected to internal pressure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3602715A1 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3322998A1 (en) * | 1983-06-25 | 1985-01-03 | Hochtemperatur-Reaktorbau GmbH, 4600 Dortmund | METAL LINER FOR LINING THE CYLINDRICAL CAVERS OF A PRESSURE CONCRETE PRESSURE TANK |
-
1986
- 1986-01-30 DE DE19863602715 patent/DE3602715A1/en active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3322998A1 (en) * | 1983-06-25 | 1985-01-03 | Hochtemperatur-Reaktorbau GmbH, 4600 Dortmund | METAL LINER FOR LINING THE CYLINDRICAL CAVERS OF A PRESSURE CONCRETE PRESSURE TANK |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Dubbel, Taschenbuch für den Maschinenbau, 14. Aufl., 1981, S. 604 u. 605 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3602715C2 (en) | 1988-01-14 |
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