DE6945283U

DE6945283U - Stutzen fuer druckbehaelterdeckel von atomkernreaktoren

Info

Publication number: DE6945283U
Application number: DE19696945283
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-11-22
Filing date: 1969-11-22
Publication date: 1970-12-10

Description

Stutzen für Druckbehälterdeckel von Atomkernreaktoren

Bei der Vertindung von Durchführung!-·stutzen für Brennelemente und S"¹ eue stabantriebe im Druckbehälterdeckel von Atomkernreaktoren werden an die Dichtigkeit und Beständigkeit gegenüber allen auftretenden Belastungen und Spannungen höchste Anforderungen gestellt. Nach den bisher bekannten Verfahren werden die Stutzen, die aus Inconel oder einem anderen Werkstoff bestehen, nur in den oberen Bereich des Deckels eingeschraubt. Die Verbindung vom Stutzen zur Unterseite des Deckels bzw. bis zur Plattierung wird bei diesem Verfahren durch ein Auskleidungsrohr hergestellt, das nach Einschrauben bzw. Einschrumpfen des Stutzens in diesen und in die Durchführungsöffnung des Deckels eingewalzt wird. Dieses Auskleidungsrohr ist dann am unteren Ende ηjt der Plattierung auf der Innenseite des Deckels verschweißt. Diese Verbindung von Stutzen und Deckel bedingt jeloch erhebliche fertigungstechnische Schwierigkeiten, da das Auskleidungsrohr erst nach Einbau des Stutzens eingebracht werden kann. Darüber hinaus bereitet die dichte Anlage des Aus-Vl ei au ng« rohre s an dem Deckelinsterial we^en der unterschiedlichen Werkstoffe and der dadurch bedingten unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten erhebliche Schwierigkeiten, ebenso wie die Dichtigkeit zwischen unterem Ende der Auskleidung und Innenplattierung des Deckels. Außerdem ist eine Nachbearbeitung der Stutzen und meist auch ein Nrchglühen des gesamten Deckels mit den eingebauten Stutzen erforderlich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Konstruktion zu schaffen, die eine einwandfreie Verbindung von Deckel und Stutzen gewährleistet. Außerdem soll sichergestellt werden,

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daß der Stutzen vor Einbau in den Deckel fertig bearbeitet werden kann und in ,-jedem Fall leicht austauschbar ist.

Die Erfindung besteht dabei darin, daß der Stutzen zumindest im Bereich der Deckeldurchführung aus einem mit einem ^ustenitischen Auskleidungsrohr versehenen Verbundrohr besteht, das angenähert bis zur Unterseite des Deckels durch diesen hindurchführt und mit dor Innenplattierung des Deckels verschweißt ist.

Zur Verbindung von Verbundrohr und Innenplattierung des Deckels bestehen zwei verschiedene Möglichkeiten: Es ist einmal möglich, daß die Unterkantti des Verbundrohres entsprechend der sphärisch gewölbten Innenseite des Deckels mit uieser abschließt und über eine die Unterseite des Verbundröhre ft unci dxe benachbarte Zone der Deckelplattierung überdeckende Aultragsschweitfung mit der Platt ic rung verschweißt ist.

Die andere- Wg] ichke j t bestellt darin, daß das Verbundrohr einen ebenen, senkrecht zur Rohrachse verlaufenden Abschluß mit eir austenitisehen Vorschuhung aufweist und die Verbindung zur Innenplattierung des Deckels über eine ringförmig in die Deckelbohrung, eingezogene Plattierung hergestellt ist.

Die Vorschuhung an der Unterkante des Ptuozens besteht dabei aus dem gleichen Material wie das Auskleidungsrohr. Es ist somit möglich, den Stutzen vor Einbau in den Deckel fertig zu bearbeiten. Das Einschweißen der Stutzen bereitet ebenfalls keine Schwierigkeit mehr, da das Auskleidungsrohr und die Vorschuhung einerseits sowie die Deckelplattierung andererseits aus dem gleichen Werkstoff besteht. Das bedingt auch gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten, da auch andererseits der Deckel und der Stutzen selbst aus den gleichen ferritischen Material gefertigt sind.

Anhand einer sehematischen Zeichnung ist der Aufbau von Ausführungsbeispielen nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen

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Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Druckbehälterdeckel, Fig. 2ά einen Deckelausschnitt mit einem Steuerstabstutzen, Fig. TV einen vergrößerten Ausschnitt im Bereich des unteren

Endej des Stutzens und
Fig. j eii>- weitere Variante der Verbundrohrbefestigung im Deckel.

Nach Ki_f-, 1 ist der Deckel 1 des Reaktordruckbehälters sphärisch gewülM und weist eine Vielzahl von senkrechten und parallel zueinander angeordneten Steuerstabstutzen 2a und Kerninstrumentierungsstutsen 2b auf, auf deren Oberseite die nicht näher dargestellten Antr ebe befestigt sind.

In Fig. 2a ist die Ausbildung und Anordnung eines Stutzens 2 im Reaktordruckbehälterdeckel 1 näher dargestellt. Dabei besteht der Stutzen 2 aus dem flanschartigen Oberteil 3, das aus einem einheitlichen Werkstoff gefertigt ist. An dieses Oberteil 3 ist als Verlängerung nach unten ein sog. Verbundrohr 4 angeschweißt, das aus einem ferr^'ischen Außenrohr 5 und einem austenitiachen Auskleidungsrohr 6 .Is Innenplattierung besteht.

Das Verbundrohr 4 ist in den oberen Teil der entsprechenden Durchführungsbohrurg im Deckel 1 über ein Gewinde 7 eingeschraubt. Das Verbundrohr reicht nun über dieses Gewinde 7 hinaus und endet etwa an der Innenkante 8 des Behälterdeckels, wobei die Innenseite des Deckels eine Plattierung 9 aufweist. Das Verbundrohr selbst hat eine horizontale, senkrecht zur Stutzenachse verlaufende Abschlußkante 10.

Die Verschweißung des Stutzens mit dem Deckel ist in vergrößertem Maßstab aus Fig. 2b zu ersehen. Das Verbundrohr selbst ist an seiner Unterkante 10 mit einer austenitischen Vorschuhung 12 abgeschlossen, die sowohl mit dem Außenrohr 5 als auch mit der austenitischen Auskleidung 6 fest verbunden ist. Die verbleibende Oberfläche der Deckelbohrung von der Unterkante 10 des Verbundrohres 4 bis zur Deckelplattierung 9 ist ebenfalls mit einer

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t.i'itiscKen plattierung 11 versehen, ho daß jetzt über eine Dichtnaht 13 eine dichte Verschweißung von Verbundrohr 4 und Deckel 1 bzw. Vorschuhung 12 und Deckelbohrungsauskleidung 11 möglich ist. Irr. D'alle eines erforderlichen Austausches der Stutzen braucht jetzt lediglich die Lichtnaht 13 wieder geöffnet zu werden.

Eiligeren den bisher bekannten Ausführungsfonnen, nach denen der ttutv.trη nur im Oberteil des Deckels eingeschraubt ist und anschließend eine für Stutzen und Deckelbohrun^ gemeinsame Innenplattierunf nachträglich aufgebracht wurde, was mit erheblichen Pertigunps- unu Materialschwierigkeiten verbunden ist, ka^n der Stutzen nach der Erfindung bereits vor einbau fertiggestellt und endbearbeitet werden. Durch einander entsprechende Materialien isi, eine problemlose Schweißbarkeit bei gleichen Wärmeausdehnungbkoeffizienten von Verbundrohren und Behältermaterial gegeben. Die Auswahl des Verbundwerkstoffes kann nach den Erfordernissen der Konstruktion und der Berechnung getroffen werden, da die Eigenschaften des Verbundmaterials sehr ähnlich dem des Behälters sind. Dabei ist die Plattierung des Verbundrohres ebenso korrosionsbeständig wie die: plattierung des Behälters. Da die bi3her bekannten Stutzen aus Austenit bzw. Inccnel hergestellt waren, ergaben L?ich auch erhebliche Probleme bei der Einschweißung in den ferritischen Grundkörper des Decke] s>.

Eine weitere mögliche Ausführungsform ist in Fig. 3 näher dargestellt. Dabei reicht das Verbundrohr 4, das aus dem äußeren ferritischen Rohr 5 und der Innenplattierung 6 besteht, bis zur Innenkante des Deckels 1 und schließt entsprechend der sphärischen Wölbung mit dieser ab, d.h. die Unterkante des Stutzens muß entsprechend der Wölbung des Deckels an dieser Stelle gefertigt sein. Das "Verbundrohr 4 ist dann ebenfalls über eine austenitiische Vorschuhung 14 und eine Auftragschweißung 15, die die Unterseite des Verbundrohres 4 und die benachbarte Zone der Deckelplattierung 9 überdeckt, mit der Plattierung verschweißt.

Mit den beschriebenen Verbundrohren und dem Einbau in den Druckbehälterdeckel ist einerseits eine einfache Fertigung und Pertig-

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bearbeitung vor dem Einbau der Stutzen möglich; darüber hinaus können Wärmespannungen wegen der gleichen Wärmeausdehnungslroeffizienter von Verbundröhren und Behältermaterial weitgehend vermieden werden.

4 Patentansprüche 4 Figuren

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Claims

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nsprüche

1. Stutzen für Druckbehälterdeckel von Atomkernreaktoren, insbesondere zur Durchführung von Brennelementen und Steuerstabantrieben, dadurch gekennzeichnet, daß der Stutzen (2) zumindest im Bereich der Decke!durchführung aus einem mit einem aust· nitisohen Auskleidungsrohr (6) versehenen Verbundrohr (4) besteht, das angenähert bis zur Unterseil 3 des Deckels (1 ) durch diesen hindurchführt und mit der Innenplatt ierung (9) des Deckels (1) verschweißt ist.

2. Stutzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ^Tinterknnte (16) des Verbundrohres (4) entsprechend der sphärisch gewölbten Innenseite des Deckels (1) mit dieser abschließt und über eine die Unterseite des Verbundrohres (A) und (iii: benachbarte Zone der Deckelplattierung (9) überdeckende Auftragschveißung (15) mit der Plattierung (9) verschweißt ist.

5. Stutzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbundrohr (4) einen ebenen, senkrecht zur Rohrachse verlaufenden Abschluß (10) mit einer austenitischen Vorschuhung (12) aufweist und die Verbindung zur Innenplattierung (9) des Tipcke'ls (1) über eine ringförmig in die Deckelbohrung eingezogene Plattierung (11) hergestellt ist.

= Stutzen nach Anspruch 1 bis j> _; dadurch gekennzeichnet, daß die Innenauskleidung (6) des Verbundrohreü (5) -us dem gleichen Material wie d ~ ■'■ Innenplatt ierung (9) des Deckels (1) besteht .

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