DE2429986A1

DE2429986A1 - Fangvorrichtung fuer gas- oder dampfgefuellte rohre

Info

Publication number: DE2429986A1
Application number: DE2429986A
Authority: DE
Inventors: Juergen Hoffmann
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1974-06-21
Filing date: 1974-06-21
Publication date: 1976-01-02

Description

Fangvorrichtung für gas- oder dampfgefüllte Rohre l In Kernreaktoranlagen benötigt man relativ lange Frischdampfrohre, die zur Speisung der Dampfturbine dienen. Diese Rohre müssen für einen relativ hohen Innendruck bei hoher Innentemperatur ausgelegt sein. Um unzulässige Beanspruchungen durch Wärmedehnungen zu vermeiden, sind diese Rohre an wärmebeweglichen Aufhängungen befestigt.
Die hohen Sicherheitsanforderungen in Kernreaktoranlagen erfordern, daß bei einem angenommenen Rohrbruch Zerstörungen der in der Umgebung vorhandenen Konstruktionsteile und benachbarter Rohre weitgehend vermieden werden.Da bei einem Rohrbruch das Rohr durch die Rückstoßkräfte aus seiner Lage herausgeschleudert wird, sind für das Rohr an bestimmten Stellen Fangvorrichtungen vorzusehen. Diese Fangvorrichtungen müssen einerseits die temperaturbedingte Bewegung des Rohres im Betrieb ohne Behinderungen gestatten, andererseits jedoch nicht nur die Kräfte auffangen können, die das Rohr im Falle eines Rohrbruches aus seiner Lage treiben, sondern müssen zusätzlich für die Stoßkräfte ausgelegt sein, die sich durch den Aufprall des bereits beschleunigten Rohres auf die Fangvorrichtung ergeben.Diese Stoßkräfte können um ein Vielfaches höher sein als die durch den Rückstoß bei einem Rohrbruch auf das Rohr wirkenden Kräfte.
Es ist für diesen Zweck eine Lösung vorgeschlagen worden, bei der das Rohr von einem Käfig aus T-Trägern umgeben ist.
Bei ausreichender Dimensionierung einer derartigen Fangvorrichtung werden jedoch große Querschnitte für die T-Träger notwendig.
Die Erfindung betrifft damit eine Fangvorrichtung für gas-oder dampfgefüllte Rohre zum Schutz der Umgebung bei einem Rohrbruch unter Verwendung eines das Rohr umgebenden Haltebandes, das an einer dem Rohr benachbarten Wand befestigt ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fangvorrichtung für ein Rohr zu schaffen, die ein Minimum an Materialaufwand erfordert.
Das Neue besteht erfindungsgemäß darin, daß das wärmebeweglich aufgehängte Rohr von einem in der benachbarten Wand verankerten Auffangband umgeben ist, daß das Auffangband in einem solchen Abstand um das Rohr herumgeführt ist, daß bei allen Betriebsbedingungen keine Berührung zwischen Auffangband und Rohr vorkommt und daß die Biegesteifigkeit des Auffangbandes so gewählt ist, daß es sich infolge Eigenbelastungen (Eigengewicht, Erschütterungen, Temperatureinfluß) nur elastisch verformt, während darüber hinausgehende Biegebelastungen eine Lageänderung des Auffangbandes zur Folge haben.
Das Rohr umgebende Bänder sind beispielsweise aus der DAS 1 108 526 bekannt, jedoch dienen diese bekannten Bänder zum Halten und Isolieren eines elektrisch leitenden Rohres, sind jedoch nicht in der Lage, als Fangvorrichtung für wärmebeweglich aufgehängte Rohre zu dienen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Figur 1 in einem Längsschnitt dargestellt. Das aufzufangende Rohr 1 ist von einer Isolierschicht 2 zur Wärmeisolierung umgeben und in bekannter, in Figur 1 nicht dargestellter Weise wärmebeweglich neben einer Wand 3 aus Beton aufgehängt. Diese Wand 3 könnte. sich auch über oder unter dem Rohr 1 befinden. In der Wand 3 ist ein Auffangband 4 verankert, das um das Rohr 1 halbkreisförmig herumgeführt ist und dessen anderes Ende wiederum in der Wand 3 verankert ist. Die Wand 3 ist an ihrer dem Rohr 1 zugewandten Seite mit abgerundeten Öffnungen 5 versehen, in die das Auffangband 4 hineinragt. Vorteilhafterweise besteht die Wand 3 aus Beton und das Auffangband 4 ist in den Beton eingegossen. Das Auffangband 4 ist an der dem Rohr 1 abgewandten Seite mit einem senkrecht aufgeschweißten Versteifungsblech 6 versehen. Das Versteifungsblech ist nicht durchgehend auf das Auffangband 4 aufgeschweißt, sondern nur an mit Abstand voneinander angeordneten Schweißpunkten mit diesem. verbunden. Bei einer Verformung des Auffangbandes 4 wird sich daher das Versteifungsblech 6 von dem Auffangband 4 lösen. Dadurch wird die Biegesteifigkeit des Auffangbandes 4 unter den Wert vermindert, den das Auffangband 4 mit dem Versteifungsblech 6 in der Ruhestellung hat. Die Schweißpunkte 7 fehlen in der Nähe der abgerundeten Öffnungen 5, so daß an diesen Stellen sich das Versteifungsblech 6 noch leichter vom Auffangband 4 lösen kann.
Das Eigengewicht des Auffangbandes 4, eventuelle Erschütterungen oder Temperatureinflüsse sind bei dieser Konstruktion nicht in der Lage, eine Lageänderung des Auffangbandes hervorzurufen. Tritt jedoch ein Rohrbruch an irgend einer Stelle des Rohres 1 auf, so schlägt dieses mit großer Gewalt an irgend eine Stelle des Auffangbandes 4 an. Jetzt wird das Auffångband 4 verformt, da die Biegesteifigkeit des Auffangbandes 4 mit dem Versteifungsblech 6 nicht ausreicht, um die Stoßkräfte des Rohres 1 aufzufangen. Das Versteifungsblech 6 löst sich jetzt mindestens an den sich stark verformenden Stellen des Auffangbandes 4 vom Auffangband, so daß sich das Auffangband so verformen kann, daß es der Bewegungsrichtung des Rohres 1 nachgibt. Die Bewegung des Rohres 1 wird - wenn ein Nachgeben durch weitere Biegeverformung des Auffangbandes 4 nicht mehr möglich ist - abgebremst. Die Kräfte wirken dann wegen der vorher stattgefundenen Verformung des Auffangbandes 4 nur noch als Zugkräfte, die schon mit relativ geringen Querschnitten beherrscht werden können.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in zwei zueinander senkrechten Schnitten in den Figuren 2 und 3 für den Fall dargestellt, daß neben einer Wand 3 zwei Rohre 1 hintereinander angeordnet sind. Das Auffangband 4 besitzt hier zwei Versteifungsbleche 6. Außerdem sind gegenüberliegende Seiten des Auffangbandes 4 durch Trennrohre 8 miteinander verbunden. Diese Trennrohre 8 schützen das vom Rohrbruch jeweils nicht betroffene Rohr vor Verletzungen bei einem Rohrbruch in dem benachbarten Rohr 1. Außerdem ist in Figur 2 die zwischen der einzelnen Fangvorrichtung vorhandene Aufhängevorrichtung schematisch dargestellt, die im wesentlichen aus einem Seil 9 mit zwischengeschaltetem Federtopf 10 besteht.
Es ist nicht notwendig, daß das Auffangband aus einem Flacheisen wie in den Figuren 1 bis 3 besteht. Figur 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der das Auffangband aus einem Stab mit kreisrundem Querschnitt 11 besteht. Zur Erhöhung der Zugfestigkeit bei gleichbleibender Biegesteifigkeit sind um den Stab Drähte gewickelt.
In Figur 4 ist noch eine weitere Maßnahme dargestellt, die es gestattet, die Stoßkräfte zu begrenzen, und zwar wird hier die Isolierschicht 2 des Rohres 1 von einem Versteifungsring 12 umgeben.Es besteht aus zwei Hälften, die mit Schraubverbindungen 14 und 15 zusammengehalten werden. An dem Versteifungsring 12 sind radial nach innen gerichtete, am Umfang des Rohres verteilte und die Isolierschicht 2 durchdringende Knickstützen 13 befestigt. Die Knickstützen 13 liegen an der Wand des Rohres 1 an und sind so dimensioniert, daß die bei einem Rohrbruch auftretenden Beschleunigungskräfte zu einem großen Teil aufgenommen werden. Bedingt durch die in den Knickstützen beim Auftreffen des Rohres auf das Stahlseil 11 geleistete Verformungsarbeit ergeben sich wesentlich geringere Stoßkräfte, so daß die Beanspruchung des Stahlseils 11 verringert ist.
7 Patentansprüche 4 Figuren Bezugszeichenliste 1 Rohr 2 Isolierschicht 3 Wand 4 Auffangband 5 Öffnungen 6 Versteifungsblech 7 Schweißpunkte 8 Trennrohre 9 Seil 10 Federtopf 11 Stab 12 Versteifungsring 13 Knickstützen 14 Schraubverbindung 15 Schraubverbindung

Claims

Patentansprüche Öl Fangvorrichtung für gas- oder dampfgefüllte Rohre zum Schutz der Umgebung bei einem Rohrbruch unter Verwendung eines das Rohr umgebenden Haltebandes, das an einer dem Rohr benachbarten Wand befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmebeweglich aufgehängte Rohr (1) von einem in der benachbarten Wand (3) verankerten Auffangband (4) umgeben ist, daß das Auffangband (4) in einem solchen Abstand um das Rohr (1) herumgeführt ist, daß bei allen Betriebsbedingungen keine Berührung zwischen Auffangband (4) und Rohr (1) vorkommt, und daß die Biegesteifigkeit des Auffangbandes (4) so gewählt ist, daß es sich infolge Eigenbelastungen (Eigengewicht, Erschütterungen, Temperatureinfluß) nur elastisch verformt, während darüber hinausgehende Biegebelastungen eine Lageänderung des Auffangbandes (4) zur Folge haben.
2. Fangvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auffangband (4) aus einem Flacheisen mit senkrecht nach außen gerichteten, auf das Flacheisen teilweise aufgeschweißten Versteifungsblechen (6) besteht.
3. Fangvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Auffangband (4) in der Nähe der Wand (3), in der das Auffangband verankert ist, mit den Versteifungsblechen (6) nicht verschweißt ist.
4. Fangvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auffangband (4) aus einem Stab (11) mit kreisrundem Querschnitt besteht.
5. Fangvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (11) mit Drähten zur Erhöhung der Zugfestigkeit bei gleichbleibender Biegesteifigkeit umwickelt ist.
6. Fangvorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht (2) des Rohres (1) im Bereich eines Auffangbandes (4,11) von einem Versteifungsring (12) umgeben ist, der auf dem Rohr (1) abgestützt ist.
7. Fangvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstützung des Versteifungsringes (12) am Rohr (1) am Umfang des Rohres verteilt die Isolierschicht (2) durchdringende Knickstützen (13) vorgesehen sind.