NO137063B - Trykkbeholder. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en trykkbeholder av den type som er angitt i innledningen til krav 1.

Trykkbeholder av denne type brukes blant annet i kjernekraftverk og vann - gass - og dampavløp har hittil ofte vært anordnet i bunnen av beholderen. Dampledningen har vært utført som et rør som rager opp i fra bunnen av beholderen og ender fritt inne i dampkammeret. Et rør av denne type har den ulempe at vannet i beholderen kan gå inn

i dampledningen og nå frem til turbinen etc, dersom det oppstår en feil i den delen av røret som omgife av vann.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en trykkbeholder hvor man unngår denne ulempe. Man tar også sikte på å muliggjøre at den indre beholder, vanligvis en relativt tynnvegget konstruksjon, kan bevege seg litt i forhold til overveggen og foringen i alle ret-ninger, dvs. at avløpet skal være i stand til å motstå normale termiske bevegelser. Skulle det allikevel oppstå en feil i avløpet så

er konstruksjonen slik at en vesentlig unnslipping av gass eller væske forhindres.

Ifølge oppfinnelsen er det derfor tilveiebragt en trykkbeholder som er kjennetegnet med de trekk som er angitt i krav l-s karakteristikk. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil gå frem av underkravene.

Fordelene ved oppfinnelsen vil gå frem av den etterføl-gende beskrivelse av to utførelseseksempler som er vist på tegningene, hvor

Fig. 1 viser et lengdesnitt gjennom en trykkbeholder ifølge oppfinnelsen, Fig. 2 viser et større aksialsnitt gjennom en av avløps-ledningene i Fig. 1, og Fig. 3 viser et aksialsnitt. gjennom en annen utførelse av avløpet. Fig. 1 viser en tykkvegget betong-trykkbeholder beregnet for et kjernekraftverk. Trykkbeholderen er forsynt med forspent armering 47 og 48. Veggen 1 har en stålforing 2 og innenfor denne er det anordnet en tynnvegget beholder 3 hvis nedre ende inneholder det spaltbare brensel i form av brenselelementer 37- I beholderen 3 er det videre vann 36 som benyttes for kjøling av brenselet, og beholderens 3 øvre del er beregnet for den damp som tilveiebringes når vannet koker. For styring av kjedereaksjonen benyttes det kontrollstaver som er montert i føringsrør 38. Disse kontrollstaver skyves inn mellom brenselelementene 37 for derved å absorbere mere eller mindre neutroner som frigjøres ved reaksjonen. Stillingen til kontrollstavene i den såkalte reakfeorkjerne, dvs. det sted hvor brenselelementene 37 er plassert, bestemmes ved hjelp av drivinnretningene 39-

For sirkulasjon av vannet 36 gjennom kjernen benyttes det sirkulasjonspumper 41 (bare en pumpe er vist i Fig. 1). Disse pumper drives ved hjelp av motorer 42. Av Fig. 1 går det også frem at trykkbeholderen er forsynt med et lokk 34 som holdes på plass ved hjelp av støtteelementene 45 og jekkene 46.

Den energi som frigjøres ved kjedereaksjonen brukes for koking av vannet 36. Dampen som dannes, går gjennom vann-dampsepara-torer 43 og gjennom damptørkere 44. Den tørre dampen tas ut gjennom avløpene 4,5 som er ført ut gjennom veggen 1 i den øvre delen av trykkbeholderen. Avløpet som er vist øverst til høyre i Fig. 1 represen-terer den utførelse hvor bøyen i det dobbelte rør er utformet på utsiden av trykkbeholderens vegg. Denne utførelse er vist mer detaljert i Fig. 2. Avløpet som er vist øverst til venstre i Fig. 1, er utført på samme måte som avløpet øverst til høyre, selv om bøyen i røret ikke er vist.

Dampen som tas ut. gjennom avløpene - brukes i en eller flere turbiner (ikke vist) og går tilbake i kondensert tilstand til trykkbeholderen gjennom en eller flere fødevannlednihger 35. Dersom av en eller annen grunn hele varmeenergien ikke tas ut eller ikke kan tas ut i form av damp gjennom avløpet som fører til turbinen, kan det benyttes en eller flere ledninger 40 for kjøling. Hett vann tas da ut gjennom ledningen 40, kjøles utenfor reaktoren og går tilbake gjennom fødevannsledningene 35. I tilfelle reaktorkjernen får utilstrekkelig tilførsel av fødevann gjennom ledningen 35, er det anordnet en eller flere ledninger for nødkjøling av kjernen. I figurene er det ikke vist noen slik ledning, men i prinsippet kan den utføres på samme måte som ledningen 40. Vanligvis brukes det mer enn en ledning av hver type, og eksempelvis kan det benyttes fire fødevannsledninger, to ledninger for nedkjøringskjøling og fire ledninger for nødkjøling.

Fig. 2 viser som nevnt et av avløpene i Fig. 1 i større målestokk. Også her er betongveggen betegnet med 1, og stålforingen med 2. Innenfor stålforingen er beholderen 3, som kan være tynnvegget fordi den ikke er lastbærende. Gapet 10 mellom foringen 2 og beholderen 3 er fylt med kald gass med hovedsakelig samme trykk som dampen i beholderen 3. Gassen i gapet 10 kan holdes ganske kald ved at beholderen 3 har en utvendig isolasjon 13• For å hindre oppvarming av betongen er det anordnet kjølekanaler 15 under foringen 2. Stålforingen 2 er forlenget utover i form av et trykkrør 4A og 4B. Beholderen 3 er forsynt med et utragende rør 5A og 5B som går koaksialt i det rør som dannes av stålforingen. Klaringen mellom de to rørene er tilstrekkelig til å oppta den maksimale bevegelse som kan forekomme. For at rørene 4 og 5 skal kunne oppta både aksialbevegelser og radial-bevegelser mellom foringen 2 og beholderen 3, er de utført med et respektivt første rett avsnitt 4A og 5A, som rager ut henholdsvis fra

li

foringen 2 og beholderen og deretter går de videre i form av et respektivt andre rett avsnitt 4B og 5B som står i rett vinkel på

de respektive første avsnitt 4A og 5A. De to koaksiale rør 4 og 5

er utenfor de andre rette avsnitt 4B og 5B forbundet med hverandre og danner et enkelt rør 6. Den beskrevne utforming innebærer at relative bevegelser mellom trykkbeholderens foring 2, som utgjør et innfestningspunkt for røret 4, og beholderen 3> som utgjør et innfestningspunkt på røret 5, kan tillates uten at det oppstår utillatelige høye spenninger i konstruksjonen. Som det går frem av Fig. 2 er det dobbelte rør bøyet på utsiden av veggen 1.

For å redusere de termiske bevegelser mellom rørene

4 og 5> hvilke bevegelser skyldes temperaturendringer i beholderen

3 og i den damp som inneholdes i beholdéren, er rommet 11 mellom rørene 4 og 5 fylt med gass som i hovedsaken får samme temperatur som dampen i beholderen 3.og røret 5* dvs. at røret 5 ikke er iso-lert. Av dette følger at røret'4 får omtrent samme temperatur som røret 5* og de relative bevegelser mellom rørene 4 og 5 blir derfor små. For å redusere, varmetap til omgivelsene er røret 4 forsynt med en utvendig isolasjon 14.-I- rommet 11 mellom de to rør 4A og 5A er det en fleksibel ring som har konisk form. Ringens smale ende er anordnet i et spor på utsiden av det indre rør 5A, og ringens store ende ligger fritt an mot innsiden av det ytre rør-4A. Ringen 9 er primært beregnet til å.adskille den varrne gassen i rommet 11 fra den kalde gassen i rommet 10, men kan også, ihvertfall ved relativt lave trykk, benyttes til å begrense gasslekkasjen fra rommet 10 i tilfelle av brudd. I tilfelle av et brudd utsettes den store enden til ringen 9 for gasstrykket i rommet 10 og presses ennu hardere enn normalt til kontakt med røret 4A.

Som en primær beskyttelse mot hurtig unnvikning av

gass fra rommet 10 i tilfelle av brudd i røret 4 er imidlertid rø-ret 4 forsynt med en aksialt glidbar ring 12 i festeområdet 16. Ringen 12 er anordnet i en utsparing 17 i festeområdet 16 og ligger tettende an mot delen 18. Delen 18 er en del av røret 5A og strek-ker seg ut i fra overgangen 7 hvor røret er forbundet med beholderen 3- Pakningen 12 kan bevege seg i aksialretningen relativt delen 18. Når trykket synker i rommet II vil ringen 12 av gasstrykket i rommet 10 presses mot en stoppflate 19 og gi en god tetning for rommet 11.

For.å hindre unnvikning av damp fra beholderen 3 i tilfelle av brudd i det dobbelte rør 4 og 5, eller forlengelsen 6, er røret 5 ved enden 7 forsynt med en konvensjonell dyse 20. Dysen 20 har en flens 8 hvormed den er festet til rørenden 7. Overgangen 21 klemmes mellom rørenden 7. og flensen 8 og flensforbindelsen tilveie-bringer derfor også festeforbindelsen mellom beholderen 3 og det indre rør 5A.

Fig. 3 viser en utførelse hvor bøyen til det indre rør

er utformet innenfor trykkbeholderens yttervegg. Det ytre rør dannes her utelukkende av et rett avsnitt rundt det andre rette avsnitt av det indre rør.

Trykkbeholderens ytre vegg er betegnet med 22 og er i dette tilfellet delt opp i en sidevegg 22A og et lokk 22B. Sideveggen 22A og lokket 22B er innvéndig foret med en foring 23 og foringen er utformet med et trykkrør 25 som går gjennom sideveggen 22A. Innenfor foringen 23 er beholderen 24 anordnet. Fra beholderen går det ut et rør 26 som krummer seg og går over i et andre rett avsnitt 26B. 'Dette andre rette avsnitt 26B er koaksialt med og ligger inne i røret 25.

Det indre rør 26 er ført rett oppover i en utsparing 27 utformet i lokket 22B. Denne utførelsen betyr blant annet at gassvolumet i rommet 29 mellom den isolerte indre beholder 24 og foringen 23 økes. Videre må den delen av det indre rør 26 som er anordnet innenfor veggen 22, være forsynt med en isolasjon 28 for å. holde gassen i rommet 29 .og utsparingen 27 kald. De nevnte rør 25 og 26 er utenfor sidveggen 22A ført .sammen til et enkelt rør 30.

I rommet 31 mellom det ytre rør 25 og det andre rette avsnitt 26B av det indre rør er det anordnet en fleksibel ring 9 som svarer til ringen 9 i utførelseseksemplet i Fig. 2. Det samme gjelder for den aksialt glidbare ring 12 som er anordnet i det området hvor overgangen 32 mellom foringen 23 og det ytre rør 25 befinner seg.

For å begrense lekkasje fra beholderen 24 i tilfelle av brudd i det dobbelte rør 25 og 26B, eller i forlengelsen 30, er det indre rør 26 forsynt med en dyse 33, på samme måte som i utførelses-eksemplet i Fig. 2. I dette tilfellet er imidlertid strupedysen anordnet ved overgangen til det andre rette avsnitt 26B i det indre rør.

Oppfinnelsen er foran beskrevet i forbindelse med et avløp for damp fra en betongbeholder i et kjernekraftverk. Oppfinnelsen er ikke begrenset til slik anvendelse. Oppfinnelsen kan benyttes i forbindelse med alle slags avløp for gass eller væsker fra trykkbehol-dere av den type som er angitt i krav 1. Vinkelen mellom beholderen og det første avsnitt av det indre rør og/eller vinkelen mellom de første og andre avsnitt av det indre rør, må ikke nødvendigvis være nøy-aktig 90°, og de relative prcposjoner mellom le første og andre avsnitt er ikke begrenset, til det som er vist på tegningen. Det dobbelte rør kan eventuelt føres gjennom lokket eller gjennom bunnen, i de tilfeller hvor trykkbeholderen er utformet slik at det ikke foreligger noen risiko for vannlekkasje gjennom dampledninge-ne, slik at damp eventuelt kunne trenge frem til turbinen, og også i disse tilfeller kan rørbøyen anordnes enten på utsiden eller på innsiden av trykkbeholderens vegg. Uttrykket vegg ska.l her derfor bety både sidevegg, bunn og lokk.

Claims (6)

1. Trykkbeholder innbefattende en yttervegg (1, 22) av

betong, med en innvendig foring (2, 23) og en innenfor dette be-liggende beholder (3, 24), hvorfra det utgår et rør (5, 26) som med klaring passerer gjennom et fra foringen (2, 23) uttrukket og tvers gjennom ytterveggen ført trykkbærende ytre rør (4, 25), slik at det dannes et dobbelt rør, karakterisert ved at det indre rør 26) har et i hovedsaken vinkelrett på gjennomføringsseksjonen (5A, 26B) stående rett parti (5B, 26A) og at det indre og det ytre rør er forbundne med hverandre til ett enkelt rør (6, 30) bortenfor det parti (5B, 26B) av det indre rør som ligger etter nevnte rørs i hovedsaken vinkelrette krok.

2. Trykkbeholder ifølge krav 1, karakterisert ved at det dobbelte rør (4, 5) innbefatter et første rett parti (4A og 5A) og et andre i hovedsaken vinkelrett derpå stående, rett parti (4B og 5B), av hvilke det første parti passerer gjennom ytterveggen (l) og det andre parti er anordnet utenfor veggen.

3. Trykkbeholder ifølge krav 1, karakterisert ved at det dobbelte rør (25, 26) innbefatter et enes-te rett parti, at det første rette parti (26A) av det indre rør er anordnet innenfor ytterveggen (22) samt at det dobbelte rør (25 og 26B) passerer gjennom veggen.

4. Trykkbeholder ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at i rommet (11;31) mellom det ytre (4A;25) og det indre (5A;26B) rør er det, like utenfor festepunktet (16;32) mellom det ytre rør og foringen (2;23), anordnet en fleksibel sperre (9).

5- Trykkbeholder ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at det indre rør (5;26) på det sted hvor det går gjennom'-festepunktet (l6;32) mellom det ytre rør og foringen (2; 23) er forsynt med en begrensende dyse (20;33) beregnet til å begrense unnvikningen av fluidum fra beholderen i tilfelle av brudd i det dobbelte rør (4 og 5;25,26) eller dets forlengelse (6;30).

6. Trykkbeholder ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at det ytre rør (4;25) ved festepunktet (l6;32) med foringer (2;23) er forsynt med en bevegbar sperreanordning (12) som sperrer for lekkasje fra rommet (10;27) mellom foringen og beholderen i tilfelle av brudd i det ytre rør.