DE1614804C - Boden des Moderatortanks eines mit Schwerwasser moderierten Druckröhrenreaktors - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Boden des Moderatortanks eines mit Schwerwasser moderierten Druckröhrenreaktors mit einer Tragkonstruktion und zahlreichen darin festgelegten, den Boden durchdringenden Schildbüchsen für den Durchtritt der Druckröhien und mit mindestens einer, die Tragkonstruktion abdeckenden dünnen Dichthaut, die mit Löchern für die Schildbüchsen versehen und mit diesen durch Schweißung verbunden ist.

Ein Leistungsrcaktor in Druckröhrenbauweise ist im Prinzip folgendermaßen aufgebaut: Die Brennelemente befinden sich im Inneren von dünnen druckfesten Röhren, die von dem Kühlmittel durchströmt werden. Zahlreiche derartige Röhren sind mit kleinen Zwischenräumen parallel angeordnet. Das so gebildete Röhrenbündel wird von einem zylindrischen Tank umschlossen. Der Tank dient auch zur Aufnahme von Schwerwasser, das den Moderator des Reaktors bildet; zu diesem Zweck kann seine Oberfläche gehoben oder gesenkt werden. An beiden Seiten ist der Moderatortank mit ebenen Böden versehen, die das Gewicht der innerhalb des Tanks befindlichen Anordnung aufnehmen, den Tank abdichten und auch als Neutronenschilde dienen. In tlie Böden sind entsprechend den Abständen der Druckröhren sogenannte Schildbüchsen eingesetzt, die die Enden der Druckröhren aufnehmen.

Bei einem bekannten Reaktor dieser Art werden Böden des Moderatortanks durch massive Stahlplatten gebildet, die mit Löchern für die Aufnahme der Schildbüchsen versehen sind. Beim Einschweißen der Schildbüchsen in die Bodenplatten ergaben sich jedoch die größten Unzuträglichkeiten. Durch die große Schweißhitze beim Anschweißen an die dicken Blechplatten wurden die Schildbüchsen merklich verformt. Da es aber auf eine verhältnismäßig enge Toleranz der Innenmaße ankommt, um die Druckröhren vorschriftsmäßig einsetzen zu können, konnten die Schildbüchsen erst nach dem Zusammenschweißen im Inneren auf Endmaß gearbeitet werden. Es zeigte sich ferner, daß durch die zahlreichen, auf engstem Raum beieinanderliegenden Schweißnähte die Bodenplatten starke Schrumpfungen erlitten, so daß sich ihre Abmessungen merklich änderten. Dadurch war das Einpassen der Böden in den Tank mit den allergrößten Schwierigkeiten verbunden.

Um diese Schwierigkeiten zu vermindern, sollen nach einer anderen bekannten Anordnung (»Atomwirtschaft« 1963, S. 646/647) die Böden aus je zwei dünneren, mit Abstand voneinander angeordneten !Matten bestehen, in die die Schildbüchsen eingeschweißt sind, wodurch die Böden die erforderliche hohe Steifigkeit erhalten sollen. Für die Aufnahme des Reaktorgewichtes sind aber immerhin noch beträchtliche Dicken für die Platten erforderlich. Fs hat sich gezeigt, daß sich die oben angeführten Schwierigkeiten auf diese Weise nicht beheben lassen. I is ist daher weiter bekanntgeworder., die Tragfunktioii des Bodens von der Dichtfunktion zu trennen. Die Tragfunktion soll nach diesem Vorschlag O'Alomwirlschaft« 1966. S. 502) von einem stabilen Gitterwerk übernommen werden, während eine nur wenige Millimeter starke Haut, die mit den Schildbüchsen verschweißt ist, die Dichtfunktion ausübt. Wenn auch die Dichthaut hierbei von dem Reaktorgewicht entlastet ist, so können doch in ihr Spannungen entstehen. Diese rühren zum Teil von tier im Betrieb auftretenden Durchbiegung und Wärmedehnung her.. Außerdem entstehen aber auch durch das Verschweißen der Dichthaut mit den Schildbüchsen unvermeidliche Schweißspannungen, insbesondere da die Dichthaut auf engem Raum zahlreiche, eng beieinanderliegende Schweißnähte aufnehmen muß. Diese Spannungen dürfen aber keinesfalls so groß werden, daß die Gefahr von Rissen oder Brüchen besteht, da die absolute Dichtigkeit des mit Schwerwasser gefüllten Tanks gewährleistet ίο sein muß. Zur Lösung dieser Schwierigkeit ist schon bekanntgeworden, die Dichthaut elastisch auszubilden, um einen Ausgleich der Spannungen durch Verformung zu ermöglichen. Zu diesem Zweck soll die Dichthaut mit konzentrisch zu den Löchern für die Schildbüchsen verlaufenden Wellen versehen sein. Berücksichtigt man jetloch, daß bei einem Ausführungsbeispiel die Dichthaut einen Durchmesser von über 6 m hat und mehrere hundert Löcher aufweist, so kommt man unweigerlich zu dem Schluß, daß das Anbringen der Wellen mit erheblichen apparativen und fertigungstechnischen Schwierigkeiten verbunden ist und beträchtliche Kosten verursachen muß.

Die Aufgabe tier Erfindung besteht darin, einen Moderatortankboden der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Dichthaut einfach herzustellen ist und trotzdem eine gute Verformbarkeit des aus der Dichthaut und den mit ihr verschweißten Schildbüchsen. bestehenden Systems gewährleistet ist.

Das wird erfinduiigsgemäß dadurch erreicht, daß die Dichthaut ein ebenes Blech ist und daß die Schildbüchsen in radialer Richtung elastisch verformbarc Kragen aufweisen, die an ihrem freien Rand mit den Rändern der Löcher verschweißt sind. Die Kragen sind bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel mit Anschlagleisten versehen, die etwa im Abstand der Dicke der Dichthaut vom Rand angeordnet sind.

Die Zeichnung dient zur Veranschaulichung der Erfindung. Es zeigt

Fig. I einen Ausschnitt aus einem Tankboden in Draufsicht,

Fig. 2 eine Schildbüchse mit daran angeschweißten Dichthäulen.

Gemäß F i g. 1 wird der kreisförmige Boden 1 des Moderatortanks von zahlreichen, mit kleinen Zwischenräumen angeordneten Schildbüchsen 2 durchsetzt. Die Schildbüchsen 2 sind durch eine Tragkonstruktion gehalten, die in Fig. 1 durch eine Dichthaut verdeckt und daher nicht sichtbar ist. Die Tragkonstruktion besteht im wesentlichen aus zwischen den Schildbüchsen 2 liegenden diagonal verlaufenden Trägern, die durch senkrecht zu den Trägern angeordnete Leisten miteinander verbunden sind. Die Leisten sind an den Trägern festgeschraubt und halten die Träger genau auf der vorgeschriebenen Distanz. In die quadratischen Maschen dieses Gitterwerks sind Schildbüchsen in der Weise eingesetzt, daß die Träger zwischen den seitlich vorspringenden Teilen 3 und 4 der Schildbüchsen (F i g. 2) eingeschrumpft sind. Auf diese Weise sind die Schildbüchsen ohne Schweißung gehalten und fixiert.

Gemäß F i g. 2 hat eine Schildbüchse 2 im wesentlichen die Form eines Rohrstückes. Sie besteht ebenso wie der gesamte Moderatortank aus austenitischem Stahl. Unterhalb des Vorsprunges 3 und oberhalb des Vorsprunges 4, ti. h. also zu beiden Seiten der zwischen diesen Vorsprüngen befindlichen

Tragkonstruktion, sind die Schildbüchsen mit den Dichthäuten 5 und 6 verschweißt. Sie bestehen aus ebenen, mit Löchern für die Schildbüchsen versehenen Blechen, die nur einige Millimeter dick sind. Die Schildbüchse ist mit dünnen Kragen 7 und 8 versehen. Der Kragen 7 hat die Form eines kurzen, zylindrischen Ringes und ist an dem seitlich vorspringenden Teil 3 angesetzt. Der Kragen 8 besteht im wesentlichen aus einem äußeren zylindrischen Teil und einer Krempe von etwa halbkreisförmigem Querschnitt, die in die Wand der Schildbüchse übergeht. Dabei ist darauf zu achten, daß die Übergänge bei den beiden Kragen abgerundet und gut geglättet sind, damit Kerbwirkungen vermieden werden. Wesentlich ist jedenfalls, daß die Kragen so geformt sind, daß vor allem eine radiale elastische Verformung möglich ist. An der Außenseite der Kragen 7 und 8 sind Anschlagleisten 9 und 10 vorgesehen, die etwa im Abstand der D^;icke der Dichthäute 5 bzw. 6 vom Rand des Kragens angeordnet sind. Durch diese· Anschlagleisten wird das Anbringen der Schweißnähte Il und 12 erleichtert.

Zwischen den beiden Dichthäuten 5 und 6 befindet sich nach dem Verschweißen ein geschlossener Raum. Dieser Raum kann, soweit er nicht durch die Tragkonstruktion in Anspruch genommen ist. mit Strahlenschutzmaterial. z. B. Wasser und Eisenkugeln, gefüllt sein. Es kann auch zweckmäßig sein, in gleicher Weise noch eine oder mehrere weitere Häute vorzusehen, so daß mehrere voneinander getrennte Hohlräume entstehen. Diese Räume können mit verschiedenen Strahlenschutzmaterialien gefüllt sein. Es kann beispielsweise noch eine zusätzliche Schwerwasserschicht vorhanden sein.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Boden des Moderatortanks eines mit Schwerwasser moderierten Druckröhrenreaktors mit einer Tragkonstruktion und zahlreichen darin festgelegten, den Boden durchdringenden Schildbüchsen für den Durchtritt der Druckröhren und mit mindestens einer, die Tragkonstruktion abdeckenden dünnen Dichthaut, die mit Löchern für die Schildbüchsen versehen und mit diesen durch Schweißung verbunden ist. dadurch gekennzeichnet, daß die Dichthaut (5. 6) ein ebenes Blech ist und daß die Schildbüchsen (2) in radialer Richtung elastisch verformbare Kragen (7. 8) aufweisen, die an ihrem freien Rand mit den Rändern der Löcher verschweißt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Kragen (7. 8) mit Anschlagleisten (9, 10) versehen sind, die etwa im Abstand der Dicke der Dichthaut (5. 6) vom Rand angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen