DK142383B - Studs til tilførsel af kølemiddel ved en kernereaktor-trykbeholder. - Google Patents

Description

(11) FREMLÆGGELSESSKRIFT 142383 DANMARK (51) !nt.ci.3 g 21 c 13/02 (21) Antegning nr. 787/76 (22) Indleverel den 25· feb. 1976

Iffrf) (24) Løbedag 25 · feb. 1976 (44) Ansøgningen fremlagt og _ mftn fremlæggeteesskriftet offentliggjort den * ΟΚυ* ^

DIREKTORATET FOR

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (30) Prioritet begæret fra den

21. apr. 1975s 570059, US

(71) THE BABCOCK & WILCOX COMPANY, 16l East 42nd Street, New York, N.Y.

10017, US.

(72) Opfinder: Earl E. Schoessow, 6547 Sahara Drive, Seminole, Florida 53542, US.

(74) Fuldmaegtig under sagens behandling:

Ingeniørfirmaet Budde, Schou & Co.

(54) Studs til tilførsel af kølemiddel ved en kernereaktor-trykbeholder.

Opfindelsen angår en studs til tilførsel af kølemiddel ved en kernereaktor-trykbeholder som angivet i indledningen til krav 1.

Ved kendte kernereaktorer skal trykbeholderen have gennemgangsåbninger, gennem hvilke enten frisk primær kernekølemedium eller sekundært fluidum eller sekundært kølemedium kommer ind i trykbeholderen for at blive opvarmet til en forøget temperatur.

Da dette indkommende kølemedium er forholdsvis koldt, i modsætning til den højere temperatur af den tykvæggede reaktortrykbeholder, er der ikke kun en risiko for, at der startes en kogning af kølemediet, der strømmer til gennem åbningen, men også for, at der dannes uacceptabel høje spændinger inden for reaktortrykbeholder- 142383 2 væggen på grund af temperaturafhængige forskelle i metallets udvidelse i trykbeholderen, der er forbundet med og anbragt i afstand fra den kolde fødevandstilledning.

Yderligere kræver studsens gennemføring igennem reak-•tortrykbeholderen speciel opmærksomhed på grund af sikkerhedskrav og de extreme omkostninger, der er forbundet med et atomreaktorkraft-anlæg, for at imødegå indesluttede spændinger, der udvikles mellem beholdervæggen og de hermed forbundne tillednings-dysegennemførings--fittings, resulterende fra termiske forskelle og trykforskelle mellem delene. Af sikkerhedsårsager er det yderligere nødvendigt at udføre påmonteringssvej sesømmene for studsgennemføringen således, at de opfylder kravene i ASME-kodeks sektion III. Ud fra en omkostningsbetragtning er det endvidere ønskeligt at udforme atomreaktorkomponenterne på en sådan måde, der på nem måde tillader en praktisk ikke-destruktiv undersøgelse af komponenterne og en ikke--destruktiv inspektion, f.eks. ved hjælp af røntgenstråler, gammastråler og ultralyd, og en gennemtrængning med farve af alle svejsesømmene.

For at undgå spændingstilstande har man allerede foreslået en konstruktion, ved hvilken der i en studs er anbragt et rør af den i indledningen til krav 1 angivne art. Ved denne konstruktion er det ikke muligt at undersøge en inden for studsen beliggende svejsesøm, fordi inderrøret forløber retlinet og parallelt med beholdervæggen.

Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe en studs, hvor den i den gennemgående boring i beholdervæggen beliggende svejsesøm kan inspiceres eller undersøges på en ikke-destruktiv måde.

Dette formål er ifølge opfindelsen opnået ved de i den kendetegnende del af krav 1 angivne ejendommeligheder.

Ved mellem yderrøret og beholderen ud for svejsesømmen at tilvejebringe et cirkelcylindrisk kammer, og ved at lade et ringhulrum stå tilbage oven over svejsesømmen kan inspektionen eller undersøgelsén foretages ved en nedsænkning af inspektions- eller undersøgelsesorganer i nævnte cirkelcylindriske kammer. Adgang til dette kammer kan ifølge opfindelsen på enkel måde tilvejebringes ved den i krav 2 angivne udførelsesform, idet den til afstøtning af studsen tjenende bøsning fjernes.

Tegningen viser et ufuldstændigt plansnit af en udførelsesform for en studs ifølge opfindelsen.

3 142383

Som vist på tegningen skal en tilføringsfødeledning (ikke vist) uden for en reaktortrykbeholder 10 gennemtrænge beholderen for at tilføre frisk fødevand til reaktoren eller til heri anbragte varmevekslerenheder. Som diskuteret ovenfor skal imidlertid termiske spændinger mellem reaktorbeholdervæggen og den kolde gennemføring for fødevandstilledningen undgås. Yderligere skal der være mulighed for en ikke destruktiv undersøgelse af tilledning-gennemføringen.

For at løse disse problemer har en studs 12 for tilførsel af kølemedium et tilledningsrør for kølemedium eller en indre dysevæg 14 og et koncentrisk ydre rør eller en væg 16 med hovedsagelig den samme længde og anbragt med en afstand fra væggen 14. Den indre væg 14 er forbundet med den ydre væg 16 med en svejsesøm 18 og ender i en flange 20 til påmontering af fødeledninger for kølemedium (ikke vist). En bøsning 22 af et isoleringsmateriale, f.eks. adskillige laminater af metalfolie-isolering er anbragt i den ringformige åbning, der dannes mellem den indre og ydre dyse-gennemføringsvæg. Bøsningen 22 strækker sig fra den indre væg af beholderen til en lille afstand udover planet af den ydre beholdervæg, således at den ligger sammentrykket i en reces 24, der dannes i studsen, og tjener som en termisk barriere mellem beholderen og kølemediumtil-ledningen.

Gennemføringsorganet 12 udstrækker sig i en gennemføringsboring 26, der er dannet i reaktortrykbeholderen 10. Den indre væg 14 er ved en svejsesøm 28 forbundet med en fødevandsledning 30 inden i reaktorbeholderen, og den ydre væg 16 er forbundet med en bearbejdet overflade 32, f.eks. en Inconel-belagt overflade af reaktorbeholderen, ved hjælp af en svejsesøm 34. Påmonteringssvejsesømmen 34 er i realiteten tillednings-gennemførings-påmonteringssvejsesømmen til beholdervæggen. Denne påmonteringssvejsesøm har den fulde tykkelse af den ydre væg af tilledningsdysen og giver derfor fuld styrke som krævet ifølge ASME kodeks sektion III. Den ydre væg 16 af til-lednings-dysegennemføringen er koncentrisk med og anbragt med en afstand fra overfladen af gennemføringsboringen 26 og strækker sig fra den ydre ende af tilledningen til en lille afstand ud over svejsesømmen 34. Det ringformige mellemrum eller luftmellemrummet 36 mellem den ydre væg 16 og gennemføringsboringen 26 giver en anden termisk barriere mellem beholderen og fødevandet. De ringformige mellemrum ender desuden i et cirkelcylindrisk afsnit 38 med forøget diameter, hvorved der rundt om påmonteringssvejsesømmen 4 142383 dannes et cirkelcylindrisk kammer, hvilket hjælper med til at undgå, at der opbygges høje spændingskoncentrationer mellem svejsesømmen ved svejsesømmen 34 og reaktortrykbeholdervæggen.

Ifølge opfindelsen tillader den ringformige åbning 36 og afsnittet 38, at påmonteringssvejsesømmen 34 kan undersøges ikke-destruktivt ved hjælp af sædvanlig kendt røntgenstråle-, gammastråle-, ultralyd- eller gennemtrængningsteknik. En røntgenfilm (ikke vist) indsættes f.eks. i den ringformige åbning 36 og anbringes i en afstand rundt om påmonteringssvejsesømmen 34 i afsnittet 38. En røntgenstrålekilde (ikke vist) anbragt inden i tilledningsdyseorganet 12 sender røntgenstråler gennem svejsesømmen 34 og eksponerer filmen anbragt inden i afsnittet 38. Sundheden af svejsesømmen 34 bestemmes herved let ved undersøgelse af filmen.

På denne måde er det forholdsvis billigt og praktisk at foretage en ikke-destruktiv undersøgelse af svejsesømmen 34.

Til tilvejebringelse af yderligere understøtning og for at sikre tilledningsdyseorganet 12 inden i tilledningsboringen 26 er en todelt bøsning 40 forbundet med ydersiden af reaktorbeholderen 10 og strækker sig ind i den ringformige åbning 36. Bøsningen 40 er et sædvanligvis cylinderformigt element opdelt i en retning parallelt med længdeaksen langs med en diameter heraf. Den todelte konstruktion fremmer både indsætningen og udtrækningen fra den ringformige åbning 36 og tillader, at tilledningsfødeledningen forbliver forbundet med dyseorganet, mens bøsningen indsættes eller fjernes. Hvert stykke af bøsningen 40 er forsynet med et ydre element 42, der er forbundet til den ydre væg af reaktortrykbeholderen, og et indre element 44, der udstrækker sig inde i den ringformige åbning 36. Det ydre element 42 er forbundet med den ydre væg af reaktortrykbeholderen, f.eks. som vist i figuren er elementet hæftesvej set til en beklædt overflade, f.eks. med Inconel, af beholderen. Hæftesvejsesømmen sikrer bøsningen 40 og modvirker en forskydning heraf fra tilledningsboringen 26.

Det indre element 44 er i kontakt med både gennemføringsboringen 26 og den ydre væg 16 af dysen, f.eks. ved kontaktpunkterne henholdsvis 46 og 48. Herved er dysen anbragt tæt inden i boringen, 142383 5 og der undgås forskydningskræfter og/eller forskydningsmomenter på påmonteringssvejsesømmen 34 ved forskydning af dysen fra dens oprindelige stilling. Elementet 44 begrænser yderligere en fluidum-lækage gennem den ringformige åbning 36, hvis der skulle ske et brud på den ydre væg 16.

Under arbejdsgangen kan bøsningen 40 desuden let fjernes fra den ringformige åbning ved afslibning eller afbrækning af hæfte-svejsesømmene og ved fremføring af en bolt i boltehuller 47, der findes i det ydre element 42. Da en yderligere fremføring af bolten modvirkes af beholdervæggen trækker aftrækkebolten bøsningen 40 ud fra den ringformige åbning 36.