SE407480B - Veggenomforingsanordning i ett reaktortryckkerl - Google Patents

Description

« _ 'Içà 1. i40 7601576-'7 z tas till en förhöjd_temperatur. På grund av att detta inström- mande kylmedel är relativt kallt, i motsats till den högre tem- peraturen hos det tjockväggiga reaktortryckkärlet, föreligger ej endast en risk för initierande kokning av kylmedlet, som strömmar genom inloppet, utan föreligger även en risk att upp- bygga oacceptabelt höga spänningar i reaktortryckkärlets vägg på grund av nämnda temperaturdifferenser genom expansionen av metallen i kärlet i närheten av och skilt från inloppet för kallt matarvatten.

På grund av säkerhetskraven och de extrema kostnaderna i samband med en kärnreaktoranläggning, kräver vidare en genom- föringsanordning för ett inloppsmunstycke till reaktortryckkär- let speciell omtanke. Exempelvis används vanligen dyrbart plä- teringsmaterial, såsom Inconel, för att fodra hålen till ge- nomföringen genom reaktorns tryckkärl och därvid hindra korro- sion av kärlväggen. Vidare utgör debundnaspänningarna, utveck- lade mellan kärlväggen och de fastsatta passningarna för in- loppsmunstycksgenomföringen, resulterande från termiska diffe- renser liksom tryckdifferenser mellan delar vanligtvis en kompromiss, särskilt under insvängningsförlopp orsakade av fel- funktion hos matarvattenvärmare och termiska förlopp under ~ funktionen. Vidare är det nödvändigt av säkerhetsskäl att an- ordna fastsättningssvetsarna för genomföringsanordningen till _ inloppsmunstycket så att de möter kraven hos ASME Code Section 'III. Vidare är det av kostnadsskäl önskvärt att utforma kärn- reaktörkomponenterna på ett sätt, som tillåter praktisk icke- förstörande prövning därav och íckeförstörande inspektion, så- _som röntgenstrålning, gammastrålning, ultraljud och genomgång av alla svetsar. , Det föreligger sålunda ett behov att åstadkomma en genom- föringsanordníng för ett inloppsmunstycke vilken minskar de ter- miska spänningarna, kortfattat berörda ovan, inrättar genomfö- 'ringssvetsarna att ansluta sig till ASME reglerna och inrättar _inloppsmunstyckesgenomföringen och svetsarna förbundna därmed på ett sådant sätt, att de tillåter ickeförstörande undersök- » ning och inspektion därav.

Sammanfattning av uppfinningen.

I enlighet med uppfinningen.är termisk spänning mellan reaktorkärlets vägg och inloppsmunstycket i hög grad minskad genom en ny väggenomföringsanordning, vilken utmärkas av att ' 40 7601576-7 genomföringsanordningen är inpassad i hålet och innefattar en inre rörformad del, bildande en fluidumpassage genom hålet, en yttre rörformad del koncentrískt anordnad och med mellanrum skilt från den inre delen och bildande med denna en första ring- formad hålighet med en längd åtminstone lika med hålets längd, termiskt isoleringsmaterial anordnat i háligheten, att de inre och yttre delarna har närliggande ändar tätande sammansvetsade utanför hålet, varvid den yttre delen har den yttre änden tätan- g de svetsad vid en kärlsektion sträckande sig in i hålet och slutande mellan dettas ändar, samt att delar av den yttre delen Aoch kärlsektionen är radiellt skilda från hålet för att däremel- lan bilda en andra ringformad hålighet sträckande sig till ut- sidan av tryckkärlsväggen, att hålet är utformat med ett runt- omgående förstorat urtag längs den inre änddelen av den andra _ håligheten, varvid urtaget och den andra håligheten samverkar med “ varandra för att bilda en ringformad kammare omgivande svets- skarven mellan den yttre delen och kärlsektíonen, och varvid kammaren medger tillträde för ickeförstörande besiktning av svetsskarven.

Närmare bestämt tillåter ringutrymmet mellan genomfö- ringsanordningen för inloppsmunstycket och reaktortryckkärlet anordnandet av exempelvis cylindrisk röntgenfilm över utsidan av den inre svetsen för ickeförstörande inspektion därav. Vida- re drar det ringformade luftgapet mellan reaktortryckkärlet och genomföringens ledníngsvägg sträckande sig huvudsakligen utefter hela längden av inloppsmunstycksgenomföringen, försorg om ter- miska skillnader däremellan.

De olika nya särdragen som utmärker uppfinningen fram- går särskilt av patentkraven. För att bättre förstå uppfinning- en, kommer denna närmare att beskrivas i det följande under hänvisning till ritningen, vilken visar en föredragen utförings- form av uppfinningen.

Ritningen visar ett delsnitt av en ínloppsmunstycksgenom- föring hos ett tryckkärl till en kärnreaktor och utformad i en- lighet med föreliggande uppfinning.

Detaljerad beskrivning av den föredragna utföringsformen av uppfinningen.

Som visas på ritningen måste en inloppsmatarledning (ej visad) utanför ett tryckkärl 10 till en reaktor penetrera kär- let för att avge färskt matarvatten till reaktorn eller till ION zoi . 40 7601576-7 4 värmeväxlarenheter anordnade däri. Som emellertid ovan berörts, måste den termiska spänningen mellan reaktorkärlsväggen och genomföringsinloppet för det kalla inloppsmatarvattnet lindras.

Vidare måste det sörjas för ickeförstörande inspektion av in- loppsgenomföringen.

För att lösa dessa problem har genomföringsanordningen 12 för ett kylmedelsinloppsmunstycke, uppbyggd i enlighet med uppfinningen, ett inloppskylrör eller inre munstycksvägg 14 samt ett koncentriskt yttre rör eller en vägg 16 av huvudsak- ligen samma längd och skild därifrån. Den inre väggen 14 är för- bunden med den yttre väggen 16 vid en svets 18 och slutar i ett flänsorgan 20 för fastsättning vid kylmatarledningen (ej visad).

En hylsa 22 av isolerande material, exempelvis flera skikt av metallfolieisolering, är förlagt i ringutrymmet som är format mellan de inre och yttre väggarna till munstycksgenomförings- anordningen. Hylsan 22 sträcker sig från kärlets inre vägg till ett litet stycke utanför planet genom kärlets yttre vägg, för att befinna sig i ett urtag 24 som är format i genomföringsan- ordningen och som tjänar såsom en termisk barriär mellan kär- let och inloppskylmedlet.

Genomföringsanordningen 12 sträcker sig genom ett genom- föringshäl_26 som är format i reaktortryckkärlet 10. Den inre väggen 14 är förbunden vid en svets 28 med en matarvattenled- ning 30 i reaktorkärlet och är den yttre väggen 16 förbunden med en preparerad yta 32, exempelvis en INCONEL-pläterad yta tillfireaktorkärlet, vid svetsen 34. Fästsvetsen 34 är i själva verket genomföringsanordningens fästsvets vid kärlets vägg.

Denna fästsvets har inloppsmunstyckets yttre väggs hela tjock- lek och utvecklar därför full styrka såsom krävs av ASME Code Section III.

Den yttre väggen 16 hos genomföringsanordningen är kon- centrisk med och skild från ytan till genomföringshâlet 26 och -sträcker sig från änden vid utsidan av inloppet till ett litet stycke förbi fästsvetsen 34. Ringen eller luftgapet 36 mellan den yttre väggen 16 och genomföringshålet 26 bildar en ytter- ligare termisk barriär mellan kärlet och matarvattnet. Vidare slutar ringen i_en urtagning 38 omkring fästsvetsen, vilken ur- tagning bidrar till att undvika en hög spänningskoncentration mellan svetsen uppbyggd vid svetsen 34 och reaktortryckkärlets vägg.

A10 zs' 4o_ - i 7601576-7 I enlighet med denna uppfinning medger ringen 36 och ur- tagningen 38 att fästsvetsen 34 på ett ickeförstörande sätt kan inspekteras genom vanligen känd röntgenstràlning, gammastràlning, ultraljuds- eller penetreringsteknik. Exempelvis är en röntgen- film (ej visad) insatt i ringen 36 och anordnad på ett på av- stånd omgivandet förhållande till fästsvetsen 34 i urtagníngen 38.

En röntgenkälla (ej visad) anordnad i ledningen till genomföríngs- anordningen 12 för inloppsmunstycket skicka röntgenstrålarna ge- nom svetsen 34 och exponerar filmen anordnad i urtagningen 38. Ut- forskningen av svetsen.34 åstadkommes därvid enkelt genom exami- nering av den återvunna filmen. På detta sätt är det realtivt enkelt och praktiskt att på ett icke förstörande sätt inspektera fästsvetsen 34. _ För att åstadkomma ytterligare stöd och säkra inloppsan- ordningen 12 i inloppshålet 26 är en tvådelad muff 40 fastsatt vid utsidan av reaktorkärlet 10 och sträcker sig in i ringutrym-' met 36. Muffen 40 utgör ett huvudsakligen cylindriskt element uppdelat i en riktning parallell med längdaxeln utefter en dia- meter därav. Éen tvådelade konstruktionen medger både insättan- de i och uttagande ur ringutrymmet 36 och tillåter att inlopps- matarledningen förblir fastsatt vid munstycksanordningen fastän muffen insätts eller avlägsnas. Varje del av muffen 40 är för- sedd med en yttre del 42, som är fastsatt vid den yttre väggen av reaktortryckkärlet; samt en inre del 44 sträckande sig in i ringutrymmet 36. Den yttre delen 42 är fastsatt vid den yttre väggen av reaktortryckkärlet, exempelvis är, som visas på rit- ningen, delen 42 häftsvetsad vid en pläterad, exempelvis INCONEL, yta till kärlet. Häftsvetsen säkrar muffen 40 och hindrar dennas förskjutning från genomföringshålet 26. _ I Den inre delen 44 står i kontakt med både genomföringshà- let 26 och munstyckets yttre vägg 16, exempelvis vid kontakt- punkter 46 resp 48. Härigenom är munstycket slutande anordnat i -hålet och skyddas från utskjutande krafter och/eller moment på fästsvetsen 34 genom förskjutning av munstycket från dess ur- sprungsläge. Vidare hindrar delen 44 fluidumläckage genom ring- utrymmet 36 om en läcka skulle uppträda i den yttre väggen 16.

Under funktion kan vidare muffen 40 enkelt avlägsnas _ från ringutrymmet genom att vrida av eller bryta upp häftsvet-- sen och skruva in en bult i bulthålen 47 anordnade i den yttre' delen 42. Emedan ytterligare inskruvning av bulten hindras av .7co1s7eé7 6 kärlets vägg, kommer den drivande bulten att dra tillbaka muf- fen.40 ur ringutrymmet¶36.

Claims (2)

7 7601576-7 Patentkrav

1. Väggenomföringsanordning i ett reaktortryckkärl med åtminstone ett hål därigenom, k ä n n e t e c k n a d av att genomföringsanordningen (12) är ínpassad i hålet och innefat- tar en inre rörformad del (14), bildande en fluidumpassage ge- nom hålet, en yttre rörformad del (16) koncentrískt anordnad och med mellanrum skilt från den inre delen (14) och bildande med denna en första ringformad hålighet (24 med en längd åt- minstone lika med hålets längd, termiskt islleríngsmaterial _(22) anordnat i håligheten (24), att de inre (14) och yttre (16) delarna har närliggande ändar tätande sammansvetsade (18) utanför hålet, varvid den yttre delen (16) har den yttre änden tätande svetsad (34) vid en kärlsektion (32) sträckande sig in i hålet (26) och slutande mellan dettas ändar, samt att delar av den yttre delen (16) och kärlsektionen (32) är radiellt skil- da från hålet för att däremellan bilda en andra ringformad hå- lighet (36) sträckande sig till utsidan av tryckkärlsväggen, att hålet är utformat med ett runtomgàende förstorat urtag längs den inre änddelen av den andra håligheten (36), varvid urtaget och den andra háligheten (36) samverkar med varandra för att bilda en ringformad kammare (38) omgivande svetsskar- ven (34) mellan den yttre delen (16) och kärlsektionen (32), (och varvid kammaren (38) medger tilträde för ickeförstörande besiktning av svetsskarven (34).

2. Väggenomföringsanordning enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d av organ för dennas (12) uppbärande i hålet, vilket organ består av en slitsad hylsa (40) sträckande sig in i den andra håligheten (36), varvid hylsan (40) har en kragdel (42) fastsatt vid utsidan av tryckkärlsväggen (10). ANFÖRDA PUBLIKATIONER: Sverige 360 769 (G21C 13/02) Frankrike 2 215 674 (G21D 5/12) _ US 2 203 357 (122-365), 3 488 067 (285-41), 3 497 421 (176-87)