NL8600900A - Werkwijze voor het afdichten van een opening. - Google Patents

Description

N.0. 33.817 1 * ^

Werkwijze voor het afdichten van een opening.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het afdichten 5 van een opening, in het bijzonder een flensverbinding voor een kerncentrale, waarbij een ringvormig lichaam wordt geplaatst op de rand van de af te dichten opening of op een flens van deze opening en een zijde van dit lichaam wordt verbonden met de rand of de flens en de andere zijde met een afdichtplaat.

10 In bestaande nucleaire centrales komen veelal flensverbindingen voor met konventionele pakkingafdichtingen. Zo worden er in de stoomsystemen zoals bij drukwaterreaktoren kontrolestompen op primaire leidingen of op apparaten toegepast. Dergelijke stompen voorzien van flenzen kunnen worden afgedicht met bijvoorbeeld vlakke deksels en metal-15 lieke pakkingen.

Vooral bij veelvuldige en snelle temperatuurwisselingen kunnen de temperatuurverschillen in de samenstellende delen van de afdichting leiden tot relatieve verplaatsingen en op den duur tot lekkage.

De kans op lekkage in dit soort mechanische afdichtingen is groot 20 en behoeft doorlopende kontroIe. De risico's tot het vrijkomen van radioaktieve stoffen hierbij zijn aanzienlijk en kunnen leiden tot het uit bedrijf gaan van de centrale of kalamiteiten.

In figuur 1 is een bekende afdichting weergegeven in een bestaande toestand. De stomp 1 op een leiding of vatwand 14 is voorzien van een 25 roestvast stalen bekleding 2. Tussen de stomp 1 en het deksel 3 is een metallieke pakkingring 5 aangebracht. Middels het vastzetten van de bouten 4 en de pakkingring 5 wordt een dichting verkregen.

Temperatuurtransiënten als gevolg van de bedrijfsvoering en relatieve verplaatsingen tussen bijvoorbeeld het deksel 3 en de stomp 1 30 respektievelijk kruip van te zwaar voorgespannen bouten 4 leiden bij dit soort verbindingen op den duur tot geringe lekkages. Voorts heerst in dit soort ruimtes de stoomdruk, bijvoorbeeld 160 bar, van het systeem. Hoewel kleine lekkages reeds aanzienlijke radioaktieve besmetting veroorzaken, kunnen deze snel escaleren.

35 In figuur 2 is een meer permanente bekende oplossing gegeven waar bij een absolute afdichting wordt verkregen. De afdichting wordt verkregen door het aanlassen van een golf- of torusvormig lichaam 6 middels de las 7 aan de roestvast stalen bekleding 2. Het torusvormige lichaam 6 is hierbij gevormd als een omwentelingslichaam van een halve 40 cirkel met naar binnen stekende, eventueel verlengde vrije randen van ·' ' ' ' - .) ' i- 2 de halve cirkel. Tijdens het leggen van de las 7 tussen de rand van de opening of de flens 21 en de naar binnen gekeerde vrije benedenrand van het torusvormige lichaam 6 wordt de boring van de stomp 1 voorzien van een afschermprop 10 ter vermindering van ioniserende straling in de 5 richting waar zich noodzakelijkerwijze personeel ter uitvoering van de reparatie bevindt.

Na het inspekteren van de las 7 wordt de prop 10 verwijderd, vervolgens de plaat 13 geplaatst en middels de las 8 met de naar binnen stekende vrije bovenrand van het torusvormige lichaam 6 verbonden. Na 10 inspektie van de las 8, het plaatsen van de afstandring 9, het deksel 3 en de bouten 4 en het aanhalen hiervan is de afdichting zowel mechanisch als ten aanzien van de lekdichtheid tot stand gekomen. De las 8 wordt zodanig uitgevoerd, dat herhaalde reparaties mogelijk zijn.

Het spreekt vanzelf dat de bovengenoemde handeling grotendeels met 15 bediening op afstand wordt uitgevoerd terwijl voldoende afscherming tot het minimaliseren van het aanzienlijke stralingsniveau in de omgeving van de stomp aangebracht moet worden. Het verkleinen van de tijdsduur voor het uitvoeren van dergelijke reparaties is van essentieel belang, gezien de toelaatbare stralingsdosis per persoon die met de uitvoering 20 van de werkzaamheden is belast. Sommige reparaties zijn gezien de beschikbare mankracht daardoor slechts beperkt uitvoerbaar. Bezwaren tegen de uitvoering volgens figuur 2 zijn dan ook aanzienlijk. Het aanbrengen en verwijderen van de prop 10 geschiedt onder een extreem stralingsniveau. De afdichting wordt verkregen middels de twee lassen 7 en 25 8. Beide verbindingen moeten zorgvuldig op dichtheid worden gekontro- leerd. Lekdichtheidsonderzoek van beide lassen middels een Helium mas-saspektrometer kan pas geschieden na het volledig tot stand brengen van de afdichting. Eventuele lekkage in de las 7 kan slechts worden verholpen door het verwijderen van de plaat 13 en het vernieuwen van de las 30 8. Ook mogelijke lekkages op den duur kunnen slechts verholpen worden door een zeer omvangrijke reparatieprocedure. Ondanks de genoemde nadelen worden tot nu toe reparaties op de omschreven wijze uitgevoerd om de risico's van de konventionele toepassingen volgens figuur 1 te ondervangen.

35 De bovengenoemde nadelen worden thans vermeden met de afdichtwerk- wijze volgens de uitvinding, die het kenmerk heeft, dat het ringvormige lichaam bestaat uit een balg met althans twee golven, waarbij een vrije, radiaal naar buiten stekende ringvormige rand van de ene golf met de rand van de opening of de flens wordt verbonden en een vrije, 40 radiaal naar binnen stekende rand van de andere golf met de afdicht- ·' ' : ' · Λ 3 plaat wordt verbonden.

Elke golf kan ook hier bestaan uit een omwentelingslichaam van een halve cirkel.

Bij voorkeur vormt de balg met zijn radiaal naar buiten stekende 5 ringvormige rand en de daarmee verbonden afdichtplaat een geheel. De radiaal naar buiten stekende ringvormige rand wordt bij voorkeur, radiaal gezien, voorbij de buitenomtrek van de balg aan de rand van de opening gelast.

De balg overeenkomstig de bovenvermelde omschrijving, bestaat dan 10 bij voorkeur uit een met de bolle zijde radiaal naar buiten stekende golf en een hiermee een geheel vormend, met de bolle zijde radiaal naar binnen stekende golf, waarbij de radiaal naar binnen stekende ringvormige rand de vrije rand is van de met de bolle zijde radiaal naar buiten stekende golf en de radiaal naar buiten stekende rand de vrije rand 15 is van de met de bolle zijde radiaal naar binnen stekende golf.

Op de afdichtplaat wordt een deksel met behulp van een afstands-ring en met bouten met de flens van de rand van de boring verbonden. In dat geval zal volgens de uitvinding in de ruimte binnen de met de bolle zijde radiaal naar binnen stekende golf van de balg een aandrukring ZO worden geplaatst, die rust op de genoemde radiaal naar buiten stekende rand en die door de afstandsring met behulp van de bouten tegen de genoemde rand en de flens van de opening wordt gedrukt. Deze afstandsring is bij voorkeur voorzien van een uitsparing voor de aandrukring en een schouder die drukt op deze aandrukring, terwijl het resterende deel van 25 deze afstandring drukt op de radiale rand.

De uitvinding betreft bovendien een afdichting van een opening, voorzien van een ringvormig lichaam dat met een zijde met de rand of met een flensan deze rand is verbonden, terwijl de andere zijde met een afdichtplaat is verbonden. Deze inrichting heeft het kenmerk dat het 30 ringvormige lichaam bestaat uit een balg met althans twee golven, waarbij een vrije, radiaal naar buiten stekende ringvormige rand van de ene golf met de rand van de opening of met de flens is verbonden en een vrije, radiaal naar binnen stekende rand van de andere golf met de afdichtplaat is verbonden.

35 De bezwaren van de bekende inrichting worden bij de werkwijze en inrichting volgens de uitvinding grotendeels vermeden. Als de afdichtplaat een geheel vormt met de balg kan dit samenstel direkt op de geopende stomp of flens worden geplaatst en daaraan worden gelast. De prop 10 die bij de werkwijze volgens figuur 2 wordt toegepast kan hier-40 bij achterwege worden gelaten. Bij deze uitvoeringsvorm bestaat er nog ^ j 4 slechts een las, namelijk tussen de naar buiten stekende rand van de balg en de rand van de boring of de flens. Deze las kan gemakkelijk worden aangebracht en zonodig ook gemakkelijk worden gerepareerd, zonder dat het samenstel van balg en afdekplaat verwijderd behoeft te wor-5 den.

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van de tekeningen, waarop een uitvoeringsvoorbeeld is weergegeven.

Figuur 1 toont een axiale doorsnede van een hierboven besproken gebruikelijke afdichting voor een stomp met flens; 10 figuur 2 toont een axiale doorsnede van de bovenbesproken bekende afdichting, die tot nu toe bij kerncentrales wordt toegepast; figuur 3 toont een axiale doorsnede van de afdichting volgens de uitvinding; figuur 4 toont een inrichting voor het aanbrengen van de afdich— 15 ting volgens de uitvinding.

De afdichting volgens de uitvinding bestaat uit de balg 12 met bij voorkeur twee golven, elk bijvoorbeeld in de vorm van een halve cirkel, welke halve cirkels zodanig zijn geplaatst, dat een in de figuur bovenaan getekende, naar buiten gerichte golf en een daarop aansluitende en 20 daaronder getekende naar binnen gerichte golf ontstaat, zodat een S-vorm ontstaat met een plat tussendeel. Deze uit twee golven en het platte tussendeel, alsmede de uitstekende vrije randen bestaande balg vormt bij voorkeur een naadloos geheel. De naar binnen gerichte golf heeft aan de onderzijde een vrije rand, die in de uitvoering volgens 25 figuur 3 radiaal naar links uitsteekt tot voorbij de buitenrand van de bovenste balggolf. Met deze bovenste balggolf is de afdekplaat 13 verbonden. Dit samenstel van balg 12 en plaat 13 kan dan uit een plaat worden gevormd, waardoor ook de langslas in de verbinding met de af-dichtplaat 13 wordt vermeden. Tevens wordt een optimale materiaalstruk-30 tuur gewaarborgd.

Ter voorkoming van een 'indrukking van de naar binnen gerichte golf van de balg 12 door de stoom- of gasdruk is een massieve ring 15 binnen deze golf geplaatst, die tijdens de fabrikage van de balg kan worden aangebracht. Het afdichtsamenstel 12/13 wordt middels afscherming, las-35 en inspektieapparatuur direkt op de geopende stomp 1 of flens 21 geplaatst. Met behulp van de aan de buitenzijde gelegen las 7 wordt de afdichting tot stand gebracht. Inspektie en eventuele reparatie ook in een later stadium laten zich gezien de toegankelijkheid eenvoudig uitvoeren.

40 De uiteindelijke verbinding komt tot stand door het plaatsen van 5 een afstandsring 9, het deksel 3 en de bouten 4 en het aanspannen hiervan. Als extra voorzorg kan de ring 9 worden voorzien van een uitsparing voor het opnemen van de aandrukring 15 met een schouder 10, die de ring 15 omlaag drukt, terwijl het resterende verder omlaag getekende 5 deel van de afstandsring 9 de rand van de balg 12 ter plaatse van de las 7 tegen de flens 21 drukt, waardoor tevens een extra mechanische afdichting wordt verkregen. De bolle binnenrand van de ring 15 behoeft niet tegen de benedengolf van de balg 12 aan te liggen, zodat bij druk-variaties de balg gemakkelijker kan meeveren.

10 In figuur 4 is het principe van de apparatuur weergegeven, waarmee de afdichtkonstruktie wordt aangebracht. Een afschermplaat 16 draagt een automatische lasinrichting 17, die met behulp van een aandrijving 18 wordt verplaatst, met de plaat 16 als centrering. Het uit een geheel bestaande afdichtstelsel 12/13 wordt bijvoorbeeld met behulp van de 15 vakuumvoorziening 24 en de 0-ringen 23 in de juiste positie tegen de plaat 16 aangebracht en gedrukt gehouden. Deze gehele installatie wordt direkt op de flens van de geopende stomp aangebracht, waarna de las-werkzaamheden kunnen aanvangen. Een en ander kan zeer goed op afstand worden bediend, in het bijzonder omdat er veel minder werkzaamheden 20 noodzakelijk zijn dan bij de werkwijze volgens figuur 2.

Het spreekt vanzelf dat de uitvinding niet tot de weergegeven uitvoeringsvorm beperkt is, maar dat wijzigingen en aanvullingen mogelijk zijn zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims (9)

1. Werkwijze voor het afdichten van een opening, waarbij een ringvormig lichaam wordt geplaatst op de rand van de af te dichten opening 5 of op een flens hiervan en een zijde van dit lichaam met de rand of flens wordt verbonden en de andere zijde met een afdichtplaat wordt verbonden, met het kenmerk, dat het ringvormige lichaam bestaat uit een balg met althans twee golven, waarbij een vrije, radiaal naar buiten stekende ringvormige rand van de ene golf met de rand van 10 de opening of met de flens wordt verbonden en een vrije, radiaal naar binnen stekende rand van de andere golf met de afdichtplaat wordt verbonden.

2. Werkwijze volgens conclusie l,met het kenmerk, dat 15 de radiaal naar buiten stekende rand radiaal gezien voorbij de buitenomtrek van de balg aan de rand van de opening of de flens wordt gelast.

3. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met 20 het kenmerk, dat de balg bestaat uit een met de bolle zijde radiaal naar buiten stekende golf en een hiermee een geheel vormend met de bolle zijde radiaal naar binnen stekende golf, waarbij de radiaal naar binnen stekende ringvormige rand de vrije rand is van de met de bolle zijde radiaal naar buiten stekende golf en de radiaal naar buiten 25 stekend rand de vrije rand is van de met de bolle zijde radiaal naar binnen stekende golf.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, waarbij op de afdichtplaat een deksel wordt geplaatst, dat met behulp van een afstandsring en bouten 30 wordt verbonden met de flens van de rand van de opening, met het k e n m e r k, dat in de ruimte binnen de met de bolle zijde radiaal naar binnen stekende golf van de balg een aandrukring wordt geplaatst, die rust op de radiaal naar buiten stekende rand van deze golf en door de afstandsring met behulp van de bouten tegen de genoemde rand en de 35 flens van de opening wordt gedrukt.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de afstandsring is voorzien van een uitsparing voor de aandrukring met een terugspringende schouder die drukt op de aandrukring, terwijl het 40 resterende deel drukt op de met de flens verbonden rand van de balg. ' ' ; '* -'Π J W

6. Afdichting van een opening, voorzien van een ringvormig lichaam dat met een zijde met de rand of met een flens van deze opening is verbonden, terwijl de andere zijde met een afdichtplaat is verbonden, met het kenmerk, dat het ringvormige lichaam bestaat uit 5 een balg met althans twee golven, waarbij een vrije, radiaal naar buiten stekende ringvormige rand van de ene golf met de rand van de opening of met de flens is verbonden en een vrije, radiaal naar binnen stekende rand van de andere golf met de afdichtplaat is verbonden.

7. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de balg en de afdichtplaat een geheel vormen.

8. Inrichting volgens conclusie 6 of 7, m e t het kenmerk, dat elke golf van de balg bestaat uit een, door een halve cir- 15 kei gevormd omwentelingslichaam, waarbij de halve cirkels met hun open zijden tegengesteld zijn gericht en met hun tegenover elkaar gelegen randen met elkaar zijn verbonden of een geheel vormen.

9. Inrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, 20 dat het deel tussen de naar elkaar gekeerde randen van de halve cirkels een platte ring vormt. *****