DE3837355C2

DE3837355C2 -

Info

Publication number: DE3837355C2
Application number: DE3837355A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr.-Ing. Dr. 6800 Mannheim De Becker; Hubert Ing.(Grad.) 6149 Rimbach De Handel; Josef Dr.-Ing. Dr. 7521 Hambruecken De Schoening
Original assignee: Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
Current assignee: Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
Priority date: 1988-11-03
Filing date: 1988-11-03
Publication date: 1991-11-28
Also published as: DE3837355A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Spannbetondruckbehälter, insbesondere für eine Kernreaktoranlage, mit einem mit Spannelementen niedergehaltenen Betondeckel für eine große Durchführung in dem Spannbetondruckbehälter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a prestressed concrete pressure vessel, in particular for a nuclear reactor plant, with one with clamping elements held down concrete cover for a large implementation in the prestressed concrete pressure vessel according to the preamble of the claim 1.

Bei Spannbetondruckbehältern können während des Betriebes ge ringfügige Verformungen des Behälters auftreten, wodurch sich bei der Abdichtung von Durchführungen oder Durchbrüchen im Be hälter mit Hilfe von Betondeckeln Probleme ergeben. An die Dec kelabschlüsse wird nicht nur die Forderung nach hoher, gleich bleibender Dichtheit in allen Betriebszuständen (d. h. unter hoher Temperatur- und Druckbelastung) gestellt, sondern es muß auch eine sichere Abdichtung über die gesamte Betriebsdauer der Kernreaktoranlage gewährleistet und darüber hinaus die Möglich keit gegeben sein, die Dichtfunktion der Betondeckel zu überwa chen.With prestressed concrete pressure vessels, ge slight deformations of the container occur, causing when sealing bushings or openings in the loading problems with the help of concrete lids. To the Dec Not only is the requirement for high, equal permanent tightness in all operating conditions (i.e. under high temperature and pressure load), but it must also a secure seal over the entire service life of the Nuclear reactor plant guaranteed and beyond the possibility given the sealing function of the concrete cover chen.

Aus der DE-OS 34 02 055 ist ein Spannbetondruckbehälter mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. Bei diesem Druckbehälter sind die durch ihn und durch den Be tondeckel führenden Spannelemente so angezogen, daß bei Bela stung des Betondeckels mit dem Behälter-Innendruck der Beton deckel noch mit einer solchen Kraft niedergehalten wird, daß er und insbesondere seine Auflagefläche den auftretenden Verfor mungen der Druckbehälter-Lagerfläche elastisch folgt. Durch die Anordnung einer Ringkammer zwischen den beiden Dichtungen und den Anschluß der Ringkammer an einen nach außen führenden Kanal kann aus dem Druckbehälter-Innenraum austretendes Gas abgesaugt und erfaßt werden.From DE-OS 34 02 055 is a prestressed concrete pressure vessel with the features the preamble of claim 1 known. With this pressure vessel are through him and through the Be tightened clay lid leading clamping elements so that at Bela the concrete lid with the internal pressure of the concrete lid is held down with such force that he and in particular its contact surface the verfor The pressure vessel storage area follows elastically. Through the Arrangement of an annular chamber between the two seals and the connection of the annular chamber to a channel leading to the outside Aspirated gas emerging from the interior of the pressure vessel and be grasped.

In der DE-OS 33 21 257 wird ein weiterer Spannbetondruckbehälter mit einem Betondeckel zum Verschließen einer Druckbehälter-Durchdringung beschrieben, bei dem der Betondeckel mit seinem Randbereich auf dem Druckbehälter aufliegt und mit tels Spannelementen gehalten wird. Zum Ausgleich von unter schiedlichen, ebenen Verformungen im Deckelbereich weisen so wohl der Betondeckel als auch der Druckbehälter eine ebene, metallische Lagerfläche auf, und zwischen den beiden Lagerflä chen ist ein Film eines Schmiermittels eingefügt.In DE-OS 33 21 257 another prestressed concrete pressure vessel with a concrete cover to close a pressure vessel penetration described, in which the concrete cover with his Edge area rests on the pressure vessel and with is held by clamping elements. To compensate for under different, flat deformations in the lid area show probably the concrete cover as well as the pressure vessel a flat, metallic storage area, and between the two storage areas Chen is inserted a film of a lubricant.

Ausgehend von dem genannten Stand der Technik liegt der Erfin dung die Aufgabe zugrunde, einen Spannbetondruckbehälter mit Betondeckel gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszugestalten, daß Relativbewegungen der Dichtflächen sowie kleine Unebenheiten in den Dichtflächen noch besser ausgeglichen werden, so daß für eine Betriebsdauer von ca. 40 Jahren eine sichere Deckelabdichtung gewährleistet ist.Based on the prior art mentioned, the inventor The task is based on a prestressed concrete pressure vessel with a concrete lid according to the generic term of claim 1 so that relative movements of the sealing surfaces as well as small unevenness in the sealing surfaces be even better balanced so that for an operating period guaranteed a secure lid seal for around 40 years is.

Die gestellte Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.The task is solved by the characteristic Features of claim 1.

Als Dichtelemente finden in der Kernreaktortechnik Kunststoff dichtungen und Metalldichtungen Verwendung. Die ersteren werden bei hohen Temperaturen und hoher Strahlenbelastung spröde und erreichen deshalb nicht die geforderte Standzeit von 40 Jahren. Metalldichtungen hingegen sind zwar hoch temperatur- und strah lenbeständig, vertragen jedoch keine häufigeren Relativbewegun gen der Dichtflächen, und kleine Unebenheiten in den Dichtflä chen werden nur einmal ausgeglichen.Plastic is used as a sealing element in nuclear reactor technology seals and metal seals use. The former will be at high temperatures and high radiation exposure brittle and therefore do not achieve the required service life of 40 years. Metal seals, on the other hand, are high temperature and radiant Resistant to oils but does not tolerate more frequent relative movements sealing surfaces, and small bumps in the sealing surfaces are only compensated once.

Die vorliegende Erfindung nutzt daher, um hinreichend lange ei ne hohe Dichtigkeit des Deckelabschlusses zu erreichen, die Dichtwirkung eines unter Druck stehenden organischen Schmier mittels aus. Vorzugsweise wird ein hochviskoses Öl oder Fett verwendet, das z. B. auf ca. 1,05×Δp vorgespannt ist (Δp ist der Differenzdruck zwischen den beiden voneinander abzudichten den Räumen). In der DE-PS 24 06 918 wird eine Wellendurchfüh rung durch eine Trennwand beschrieben, bei der ebenfalls zur Abdichtung ein unter Druck stehendes Schmiermittel verwendet wird, das sich in einer zwischen zwei ringförmigen Dichtungen angeordneten ringartigen Kammer befindet. Der Schmiermittel druck wird mit Hilfe eines Membrandruckspeichers erzeugt.The present invention therefore uses egg to long enough to achieve a high level of tightness of the lid end Sealing effect of an organic lubricant under pressure by means of. A highly viscous oil or fat is preferred used the z. B. is biased to approx. 1.05 × Δp (Δp is to seal the differential pressure between the two from each other the rooms). In DE-PS 24 06 918 a shaft passage tion described by a partition in which also for Sealing a lubricant under pressure is used that is located in between two annular seals arranged annular chamber is located. The lubricant pressure is generated using a membrane pressure accumulator.

Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der schematischen Zeichnung zu entnehmen. Die Figur zeigt im Längsschnitt einen Teil eines Spannbetondruckbehälters mit der einen Hälfte eines auf eine Druckbehälterdurchführung aufgesetzten Betondeckels.Advantageous developments of the present invention are the subclaims and the following description of a Embodiment in connection with the schematic Take the drawing. The figure shows a longitudinal section Part of a prestressed concrete pressure vessel with one half of a concrete cover placed on a pressure vessel bushing.

Ein zur Aufnahme eines Kernreaktors bestimmter Spannbetondruck behälter 1 weist eine große Durchführung 2 auf, die mit dem im Behälterinnern herrschenden hohen Druck beaufschlagt ist. Die Durchführung 2 ist mit einem Betondeckel 3 abgeschlossen, der mit einer in seinem Randbereich vorgesehenen metallischen Auf lagefläche 5 auf einer metallischen Lagerfläche 6 des Spannbe tondruckbehälters 1 ruht, wobei eine Trennfuge 7 zwischen dem Betondeckel 3 und dem Spannbetondruckbehälter 1 gebildet wird. Der Betondeckel 3 wird mit Hilfe von Spannkabeln 4 niedergehal ten, die den Betondeckel 3 wie auch den Spannbetondruckbehälter 1 durchsetzen.A prestressed concrete pressure vessel 1 for receiving a nuclear reactor has a large bushing 2 which is acted upon by the high pressure prevailing in the interior of the vessel. The bushing 2 is completed by a concrete cap 3 connected to an opening provided in its edge region metal on bearing surface 5 on a metallic bearing surface 6 of the Prestressed tondruckbehälters 1 rests, wherein a parting line 7 between the concrete cover 3 and the prestressed concrete pressure vessel is formed. 1 The concrete cover 3 is thinned with the help of tensioning cables 4 , which enforce the concrete cover 3 as well as the prestressed concrete pressure vessel 1 .

In der Auflagefläche 5 ist eine erste Ringnut 8 ausgespart, die die Öffnung der Durchführung 2 mit Abstand umgibt und konzen trisch zu ihr angeordnet ist. Die erste Ringnut 8 ist mit ge ringem Abstand konzentrisch von einer zweiten Ringnut 9 um schlossen. In beiden Ringnuten 8 und 9, die jeweils einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, sind ringförmige Metall dichtungen 10 angeordnet. Sie sind jeweils zwischen dem Grund der Ringnuten 8 und 9 und der Lagerfläche 6 eingespannt, so daß eine Abdichtung erreicht wird. In the support surface 5 , a first annular groove 8 is recessed, which surrounds the opening of the bushing 2 at a distance and is arranged concentrically to it. The first annular groove 8 is concentrically closed with a ge annular distance from a second annular groove 9 to. In both ring grooves 8 and 9 , each having a rectangular cross section, annular metal seals 10 are arranged. They are each clamped between the bottom of the annular grooves 8 and 9 and the bearing surface 6 , so that a seal is achieved.

Zwischen den beiden Ringnuten 8 und 9 ist die Auflagefläche 5 etwas zurückgenommen, so daß eine konzentrisch umlaufende Ring kammer 11 entsteht, die die beiden Ringnuten 8 und 9 miteinan der verbindet. An die Ringkammer 11 ist ein Kanal 12 ange schlossen, der in dem Spannbetondruckbehälter 1 auf kürzestem Wege nach außen geführt ist. An seiner Austrittsstelle aus dem Spannbetondruckbehälter 1 ist der Kanal 12 mit einem abnehmba ren Verschluß 13 versehen.Between the two ring grooves 8 and 9 , the bearing surface 5 is somewhat withdrawn, so that a concentrically rotating ring chamber 11 is formed, which connects the two ring grooves 8 and 9 miteinan. At the annular chamber 11 , a channel 12 is closed, which is guided in the prestressed concrete pressure vessel 1 in the shortest possible way to the outside. At its exit point from the prestressed concrete pressure vessel 1 , the channel 12 is provided with a detachable closure 13 .

Auf den Spannbetondruckbehälter 1 sind in radialer Richtung ne beneinander ein Membrandruckspeicher 14, ein Stutzen 15 sowie eine Druckanzeigeeinrichtung 16 aufgesetzt, deren Anordnung so getroffen ist, daß sie direkt über dem Kanal 12 liegen, mit dem sie durch Anschlüsse 17 verbunden sind. Die drei Bauteile 14, 15 und 16 sind durch eine (nicht gezeigte) Abdeckung gegen me chanische Beschädigungen abgesichert. Die Druckanzeigeeinrich tung 16, z. B. ein Manometer, kann so ausgebildet sein, daß ei ne Fernüberwachung möglich ist.In the prestressed concrete pressure vessel 1 are in radial direction ne by side a membrane pressure accumulator 14, a socket 15 and a pressure indicator 16 placed, the arrangement being such that they lie directly over the channel 12 with which they are connected by connections 17th The three components 14 , 15 and 16 are secured by a cover (not shown) against mechanical damage. The Druckanzeigeeinrich device 16 , z. B. a manometer, can be designed so that egg ne remote monitoring is possible.

Der Membrandruckspeicher 14 weist zwei durch eine Membran ge trennte Räume 18 und 19 auf, die mit verschiedenen Medien ge füllt sind. Im oberen Raum 18 befindet sich ein unter Druck stehendes Gas, dessen Druck sich mittels einer Speicherfeder 20 unterschiedlich hoch einstellen läßt. Der untere Raum 19 ist mit einem unter dem gleichen Druck stehenden organischen Schmiermittel, z. B. einem Öl oder Fett, gefüllt, das auch in dem Kanal 12 sowie in der Ringkammer 11 und den Ringnuten 8 und 9 ansteht und die Dichtwirkung der beiden Metalldichtungen 10 verstärkt. Raum 19 und Kanal 12 sind durch einen der Anschlüsse 17 miteinander verbunden.The membrane pressure accumulator 14 has two ge separated by a membrane spaces 18 and 19 , which are filled with different media ge. In the upper space 18 there is a gas under pressure, the pressure of which can be set at different levels by means of a storage spring 20 . The lower space 19 is filled with an organic lubricant under the same pressure, e.g. B. an oil or fat, which is also present in the channel 12 and in the annular chamber 11 and the annular grooves 8 and 9 and reinforces the sealing effect of the two metal seals 10 . Room 19 and channel 12 are connected to one another by one of the connections 17 .

Das Einfüllen des organischen Schmiermittels geschieht durch den mit dem Kanal 12 in Verbindung stehenden Stutzen 15, durch den bei Bedarf auch Schmiermittel nachgefüllt werden kann. Vor dem Einfüllen wird die Ringkammer 11 mittels einer Vakuumpumpe luftleer gemacht, und zwar über den Anschluß 17 des Stutzens 15. Es besteht auch die Möglichkeit, das verwendete Schmiermit tel gegen ein anderes auszutauschen. Hierzu wird der Verschluß 13 am Ende des Kanals 12 geöffnet und das zu entfernende Schmiermittel aus dem Kanal 12 und den anderen Bauteilen abge lassen. Das Funktionieren der Deckelabdichtung kann ständig mittels der Druckanzeigeeinrichtung 16 überwacht werden.The organic lubricant is filled in through the connector 15 connected to the channel 12 , through which, if necessary, lubricant can also be refilled. Before filling, the annular chamber 11 is evacuated by means of a vacuum pump, specifically via the connection 17 of the connector 15 . It is also possible to replace the lubricant used with another. For this purpose, the closure 13 is opened at the end of the channel 12 and the lubricant to be removed can be removed from the channel 12 and the other components. The functioning of the cover seal can be monitored continuously by means of the pressure display device 16 .

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Dichtwirkung noch verbessert durch die Anordnung einer weiteren ringförmigen Dichtung 21, die aus Metall oder Kunststoff sein kann und die in eine weitere Ringnut 22 eingelegt ist. Letztere umschließt die beiden Ringnuten 8 und 9 konzentrisch. Die Dichtung 21 fun giert als Hilfsdichtung. An den zwischen den Ringnuten 9 und 22 befindlichen Teil der Trennfuge 7 ist eine durch den Beton deckel 3 nach außen führende Leitung 23 angeschlossen, die mit einer Leckagekontrolleinrichtung verbunden ist.In the exemplary embodiment shown, the sealing effect is further improved by the arrangement of a further annular seal 21 , which can be made of metal or plastic and which is inserted into a further annular groove 22 . The latter concentrically surrounds the two ring grooves 8 and 9 . The seal 21 functions as an auxiliary seal. At the part of the parting line 7 located between the annular grooves 9 and 22 , a conduit 23 leading through the concrete cover 3 to the outside is connected, which is connected to a leakage control device.

Claims

1. prestressed concrete pressure vessel, in particular for a nuclear reactor plant, with a concrete cover ( 3 ) held down with prestressing elements ( 4 ) for a large passage ( 2 ) in the prestressed concrete pressure vessel ( 1 ), with a contact surface ( 5 ) in the edge region of the concrete cover ( 3 ), the rest of the prestressed concrete pressure vessel (1) on a corresponding bearing surface (6), wherein in the support surface (5) has two carrying grooves (2) surrounding annular grooves (8, 9) arranged with eingeleg th metal seals (10) and the two ring (8 , 9 ) are connected by an annular chamber ( 11 ) between them, to which at least one outwardly leading channel ( 12 ) is connected, characterized by the following features:

a) the annular grooves ( 8 , 9 ), the annular chamber ( 11 ) and the channel ( 12 ) are filled with a pressurized organic lubricant's;
b) outside the concrete cover ( 3 ) there is a two-space diaphragm pressure accumulator ( 14 ), the first space ( 19 ) of which is connected to the annular chamber ( 11 ) through the channel ( 12 ) and is filled with the same lubricant as this;
c) the second space ( 18 ) of the diaphragm pressure accumulator ( 14 ) is filled with a gas adjustable pressure;
d) the channel ( 12 ) is connected to a connector ( 15 ) provided outside the concrete cover ( 3 ) for filling or refilling the lubricant;
e) to monitor the lubricant pressure to the channel ( 12 ) also outside the concrete cover ( 3 ) arranged pressure indicator ( 16 ) is closed.

2. prestressed concrete pressure vessel according to claim 1, characterized in that the outwardly leading channel ( 12 ) through the prestressed concrete pressure vessel ( 1 ) is laid.

3. prestressed concrete pressure vessel according to claim 1 or 2, characterized in that membrane pressure accumulator ( 14 ), nozzle ( 15 ) and pressure indicator device ( 16 ) are placed directly on the prestressed concrete pressure vessel ( 1 ).

4. prestressed concrete pressure vessel according to one of claims 1 to 3, characterized in that the setting of the lubricant pressure with the aid of a gas acting on the diaphragm pressure accumulator ( 14 ) acting storage spring ( 20 ).

5. prestressed concrete pressure vessel according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the bearing surface ( 5 ) of the concrete cover ( 3 ) towards its edge a further annular groove ( 22 ) with an inserted metal or plastic seal ( 21 ) is arranged and between Contact surface ( 5 ) and bearing surface ( 6 ) existing joint ( 7 ) in the area between the further annular groove ( 22 ) and the adjacent annular groove ( 9 ) is monitored for leakage by an outwardly leading line ( 23 ).

6. prestressed concrete pressure vessel according to one of claims 1 to 5, characterized in that with large seal lengths of Metal seals several each from duct, membrane pressure accumulator, Spigot and pressure indicator existing feed points for organic Lubricants and ventilation points are available.

7. prestressed concrete pressure vessel according to one of claims 2 to 6, characterized in that for the exchange of the organic lubricant, the exit point of each channel ( 12 ) from the prestressed concrete pressure vessel ( 1 ) with a removable Ver circuit ( 13 ) is provided.