DE2641327C3

DE2641327C3 - Radial burst protection for pressure vessels surrounded by a reinforced concrete shell, especially for reactor pressure vessels

Info

Publication number: DE2641327C3
Application number: DE2641327A
Authority: DE
Inventors: Axel Ing.(Grad.) 8520 Erlangen Jungmann
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1976-09-14
Filing date: 1976-09-14
Publication date: 1979-02-22
Also published as: IT1084415B; FR2364315A1; DE2641327A1; ES462362A1; DE2641327B2; BE858609A; BR7706054A; JPS5336017A

Description

65 Die Erfindung bezieht sich auf eine radiale Berstsicherung für von einem bewehrten Betonmantel umgebene Druckbehälter, insbesondere für Reaktordruckbehälter, mit über die gegen Bersten zu schützende Oberfläche verteilten wärmedämmenden Druckkörpern, die sowohl in Umfangsrichtung als auch achsparallel um den Druckbehälter herum verteilt sind, und mit Ringspanngliedern in Form von Stahldrähten, stäben oder -bändern, die konzentrisch zur Behälterlängsachse verlaufen und die Druckkörper umspannen, wobei radiale Andruckkräfte der Druckkörper, die diese im Betriebszustand auf die Behälterwand ausüben, durch Spannen der Ringspannglieder erzeugbar sind. Der bewehrte Betonmantel kann insbesondere ein Spannbetonmantel sein und dient üblicherweise als biologischer Schild für den Reaktordruckbehälter. 65 The invention relates to a radial burst protection for pressure vessels surrounded by a reinforced concrete shell, in particular for reactor pressure vessels, with heat-insulating pressure bodies distributed over the surface to be protected against bursting, which are distributed both in the circumferential direction and axially parallel around the pressure vessel, and with ring tendons in the form of steel wires, rods or bands that run concentrically to the longitudinal axis of the container and encircle the pressure bodies, with radial pressure forces of the pressure bodies that they exert on the container wall in the operating state can be generated by tensioning the ring tendons. The reinforced concrete shell can in particular be a prestressed concrete shell and usually serves as a biological shield for the reactor pressure vessel.

Eine solche Berstsicherung ist durch die DE-PS 42 420 im wesentlichen bekannt. Hierbei bestehen die Druckkörper aus keramischen Stützelementen. Die Umfangsspannung der Ringspannglieder ergibt sich aus der thermischen Dehnung des Druckbehälters und kann nicht mechanisch eingestellt werden. Eine gleichmäßigeSuch a burst protection is known from DE-PS 42 420 essentially. Here are the Pressure body made of ceramic support elements. The hoop stress of the ring tendons results from the thermal expansion of the pressure vessel and cannot be adjusted mechanically. A steady one

und zuverlässige Einstellbarkeit ist jedoch von besonderer Bedeutung für Druckgefäße im allgemeinen und für Reaktordruckbehälter im besonderen, wenn ausgeschlossen sein soll, daß sich die Versagenswahrscheinlichkeit durch ungleichmäßige und unkontrollierte Krafteinleitung erhöht. Es ist weiterhin eine Kernreaktoranlage bekannt (DE-OS 23 34 77j), bei der zur Berstsicherung außer einer axialen Verspannung des Druckbehälters mittels hydraulisch schwenkbarer Haken in radialer Richtung eine sogenannte Nullweg-Berstsicherung verwirklicht 'St, bei welcher der Radialspalt zwischen dem Druckbehälter und dem biologischen Schild von einem Isolierbeton-Mantel und einer verdichteten Schüttung aus Kies, Keramikteilen od. dgl. umgeben ist. Hierbei gestaltet sich die Einstellung eines definierter radialen Spaltes verhältnismäßig schwierig. Die Umfangsspannungen des Druckbehälters können nicht reduziert werden.however, reliable adjustability is of particular importance for pressure vessels in general and for Reactor pressure vessel in particular, if it should be excluded that the probability of failure increased by uneven and uncontrolled introduction of force. It is still a nuclear reactor facility known (DE-OS 23 34 77j), in the case of the burst protection apart from an axial bracing of the Pressure vessel by means of hydraulically pivotable hooks in the radial direction, a so-called zero travel burst protection realized 'St, in which the radial gap between the pressure vessel and the biological shield of an insulating concrete jacket and a compacted bed of gravel, ceramic parts or the like. Is surrounded. In this case, the setting of a defined radial gap is made relatively difficult. The circumferential stresses of the pressure vessel cannot be reduced.

Ausgehend von einer radialen Berstsicherung für Druckbehälter der eingangs genannten A· ; liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die radiale Berstsicherung so auszubilden, daß eine definierte Einstellbarkeit der von den Ringspanngliedern auf den Druckbehälter im Betriebs- oder Berstfalle ausgeübten radialen Druckkräfte gewährleistet ist. Insbesondere soll die Berstsicherung in der Lage sein, die Umfangsspannung der Ringspannglieder so einstellbar zu machen, daß sowohl eine sogenannte Nullweg-Berstsicherung erreichbar ist (bei der der Reaktordruckbehälter im warmen Betriebszustand praktisch den Radialspalt Null zu der ihn umgebenden Berstschutzumhüllung aufweist) als auch eine mehr oder weniger starke Übernahme von Umfangsspannungsanteilen der Behälterwand durch die Ringspannglieder ermöglicht ist. Man unterscheidet zwischen Berstschutz (keine Beeinflussung des Spannungszustandes des Druckbehälters, sondern nur Einschränkung der Auswirkungen bzw. Folgeschäden eines Berstfalles) und Berstsicherung (Beeinflussung des SpannungszustanJes des Druckbehälters und dadurch Reduzierung des Versagenrisikos). Hier wie auch vor- und nachstehend soll jedoch der Begriff »Berstsicherung« auch der Begriff »Berstschutz« umfassen, d. h. nicht ausschließen, und umgekehrt, sofern nicht ausdrücklich zwischen Berstschutz und -sicherung unterschieden wird.Based on a radial burst protection for pressure vessels of the A ·; lies the The invention is based on the object of designing the radial burst protection so that a defined adjustability the radial force exerted by the ring tendons on the pressure vessel in the event of an operational or bursting situation Pressure forces is guaranteed. In particular, the burst protection should be able to reduce the hoop stress to make the ring tendons adjustable so that both a so-called zero travel burst protection can be achieved is (in which the reactor pressure vessel in the warm operating state has practically the radial gap zero to the burst protection covering surrounding it) as well as a more or less strong takeover of Circumferential stress components of the container wall is made possible by the ring tendons. One distinguishes between burst protection (no influence on the state of tension of the pressure vessel, but only Restriction of the effects or consequential damage of a burst event) and burst protection (influencing the Stress state of the pressure vessel and thus a reduction in the risk of failure). Here as well as before and in the following, however, the term “burst protection” shall also include the term “burst protection”, i. H. do not exclude, and vice versa, unless expressly between burst protection and burst protection a distinction is made.

Erfindungsgemäß werden die gestellten Aufgaben bei einer radialen Berstsicherung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß an den Ringspanngliedern angreifende, den Betonmantel durchdringende und von außen anspannbare Radialspannglieder vorgesehen sind und daß die radialen Kräfte der Druckkörper durch Einstellung der Dehnung der Radialspannglieder und damit der Zugvorspannung der Ringspannglieder einstellbar sind, und/oder daß der Dehnungsanteil, den die Ringspannglieder zusätzlich zu der mittels der Radialspannglieder bereits aufgebrachten Dehnung durch die Radialdehnung des Druckbehälters erfahren, durch zusätzliche mechanische Dehnung der Radialspannglieder aufhebbar ist. Durch Vorspannen (Krafterhöhung) und/oder Ablassen (Entlastung) der Kraft in den Radialspanngliedern kann die in den Reaktordruckbehälter eingeleitete Kraft geändert und gewünschten Werten angepaßt werden. Dabei kann man einen Spalt, der vor einer thermischen radialen Druckbehälterdehnung vorhanden ist, durch die Abstandseinstellung der Druckkörper bemessen und damit die Umfangs-Sollspannung in der Druckbehälterwand aufgrund radialer Dehnungsbehinderung, wenn sich der Druckbehälter auf Betriebstemperatur erwärmt bzw. befindet, vorgebbar beeinflussen.According to the invention, the tasks set for a radial burst protection device are those mentioned at the beginning Type solved in that attacking the ring tendons, penetrating the concrete jacket and of externally tensionable radial tendons are provided and that the radial forces of the pressure body through Adjustment of the elongation of the radial tendons and thus the tensile prestressing of the ring tendons are adjustable, and / or that the stretching component, the the ring tendons in addition to the expansion already applied by means of the radial tendons experienced by the radial expansion of the pressure vessel, by additional mechanical expansion of the radial tendons can be canceled. By pretensioning (increasing force) and / or releasing (relieving) the force in the radial tendons, the force introduced into the reactor pressure vessel can be changed and desired Values can be adjusted. You can create a gap in front of a thermal radial expansion of the pressure vessel is present, measured by the distance setting of the pressure body and thus the nominal circumferential tension in the pressure vessel wall due to radial expansion restraint when the pressure vessel is heated or located to operating temperature, predeterminable influence.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß eine den Bedürfnissen berstgeschützter Reaktoranlagen anpaßbare radiale Berstsicherung geschaffen wurde, mit welcher ohne zusätzlichen Aufwand verschiedene radiale Berstschutzkonzepte verwirklichbar sind. So können die Ringspannglieder so bemessen sein, daß sie in der Lage sind, die beim eventuellen Bersten (Längsriß) des Reaktordruckbehälters auftretenden Kräfte aufzunehmen, wobei dann der biologische Schild in Spannbetonbehälterbauweise eine zusätzliche Sicherheit bilden kann. Hierbei werden zweckmäßigerweise die Ringspannglieder so durch die Radialspannglieder gespannt und die Radialspalte so bemessen, daß durch eine radiale Dehnungsbehinderung des Reaktordruckbehäilers bereits in dessen normalem Betriebszustand ein mehr oder weniger großer Anteil seiner Umfangsspannung durch die Ringspannglieder übernommen wird. Die Aufweitung der Ringspannglieder durch Vorspannen der Radialspannglieder hat in der Hauptsache den Zweck, daß — bevor durch thermische Dehnung des Druckbehälters die Ringspannglieder eine Aufweitung erfahren — in den Radialspanngliedern eine Zugkraft vorhanden ist. jede Dehnungsänderung der Ringspannglieder (beispielsweise durch Ablassen der Radialspannglieder, durch thermische Dehnung des Druckbehälter oder Kriechverformungen der Betonstruktur) bewirkt eine Veränderung dieser Zugkraft. Mit handelsüblichen Meßgeräten (Kraftmeßdose) kann somit die Veränderung der Zugkraft in den Radialspannstäben kontrolliert und überwacht werden, womit auch gleichzeitig der jeweilige Spannungszustand des Druckbehälters radial und tangential erfaßt ist.The advantages that can be achieved with the invention are primarily to be seen in the fact that a radial burst protection adaptable to the needs of burst-protected reactor systems was created, with which various radial burst protection concepts can be implemented without additional effort. The ring tendons can be dimensioned in such a way that they are able to absorb the forces that occur if the reactor pressure vessel ruptures (longitudinal crack), in which case the biological shield in prestressed concrete vessel construction can provide additional security. Here, the ring tendons are expediently tensioned by the radial tendons and the radial gaps are dimensioned so that a greater or lesser proportion of its circumferential tension is taken over by the ring tendons even in its normal operating state due to a radial expansion restriction of the reactor pressure vessel. The main purpose of expanding the ring tendons by prestressing the radial tendons is that - before the ring tendons are expanded due to thermal expansion of the pressure vessel - there is a tensile force in the radial tendons. any change in elongation of the ring tendons (for example, by lowering the radial tendons, by thermal expansion of the pressure vessel or creep deformation of the concrete structure) causes a change in this tensile force. With commercially available measuring devices (load cell) the change in the tensile force in the radial tensioning rods can thus be checked and monitored, whereby the respective stress state of the pressure vessel is recorded radially and tangentially at the same time.

Es ist jedoch auch möglich, die Ringspannglieder derart vorzuspannen und die Radialspaile so zu bemessen, daß im Betriebszustand des Reaktordruckbehälters nur ein geringer Teil seiner Umfangsspannungen durch die Ringspannglieder übernommen wird wobei dann im eventuellen Berstfalle sowohl die Ringspannglieder als auch die Spannbetonkonstruktion des biologischen Schildes als Berstschutz wirken, da im Berstfalle die Ringspannglieder gegen ihre Vorspannkraft zunächst so aufgeweitet werden, daß ein Kraftschluß vom Reaktordruckbehälter über die Druckkörper, Querhäupter, Ringspannglieder und Füllkörper zum biologischen Schild gegeben ist. Schließlich ist gemäß einem dritten Berstschutzkonzept vorgesehen, daß die Summe aller durch Montage oder mechanische Dehnung erzeugten Spaltweiten zwischen Druckbehälter und den Ringspanngliedern größer ist als die Radialdehnung des Druckbehälters, die er erfährt, wenn er vom kalten Zustand ausgehend auf Betriebstemperatur und Betriebsdruck gebracht wird. Hierbei handelt es sich um einen eigentlichen Berstschutz zum Unterschied von der eigentlichen Berstsicherung. Besonders vorteilhaft ist es, wenn im eingebauten Zustand durch nachträgliche mechanische Erhöhung oder Verminderung der Zugkräfte der Radialspannglieder der vorher vorhandene Spannungszustand des zu schützenden Druckbehälters veränderbar ist.However, it is also possible to prestress the ring tendons in this way and to close the radial spaile in this way dimensioned that in the operating state of the reactor pressure vessel only a small part of its hoop stresses is taken over by the ring tendons, with both the ring tendons in the event of a bursting as well as the prestressed concrete construction of the biological shield act as burst protection, as im When bursting, the ring tendons are initially expanded against their prestressing force so that a Frictional connection from the reactor pressure vessel via the pressure hulls, crossheads, ring tendons and fillers to the biological shield is given. Finally, according to a third burst protection concept, it is provided that the sum of all the gap widths between pressure vessels produced by assembly or mechanical expansion and the ring tendons is greater than the radial expansion of the pressure vessel which it experiences when starting from a cold state, it is brought to operating temperature and operating pressure. This is what it is is an actual burst protection as opposed to the actual burst protection. Particularly beneficial it is if in the installed state by subsequent mechanical increase or decrease the tensile forces of the radial tendons the previously existing stress state of the to be protected Pressure vessel is changeable.

Die Erfindung trägt den im Kernreakiorbau vorh: indene" Problemen Rechnung, wo einerseits die Venor mungswege der Gesamtkcnstruktiun üurch entsprechende Werkstoffauswahl der Einzelbauteile nicht mehr ausreichend reduziert werden können und wo andererseits auch die Toleranzen nicht enge; festgelegt werdenThe invention takes into account the problems in the core area where, on the one hand, the Venor paths of the overall structure through appropriate Material selection of the individual components no longer can be sufficiently reduced and where, on the other hand, the tolerances are not tight; be determined

können, wenn nicht die Gefahr einer unkontrollierten Krafteinleitung in den Druckbehälter bestehen soll.can, if not the danger of an uncontrolled Force introduction into the pressure vessel should exist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Radialspannglieder, zumindest teilweise, mit KraftM^üdosen versehen, an denen die Ringkr;:^rt der Hingspannglieder und somi'. die Umfangs- :;psr.nuiig des Reaktordruckbehälters ablesbar sind.According to a preferred embodiment of the invention, the radial tendons are, at least partially, provided with KraftM ^ üdosen on which the ring cranks ;: ^r t of the hanging tendons and somi '. the circumference:; psr.nuiig of the reactor pressure vessel can be read.

Auf diese Weise kann die Ringkraft kontrolliert werden. Diese Methode erlaubt außerdem eine toleranzfreie Montage der Bauteile des Wärmedämm-Kühlspaltes bei bereits eingebautem Reaktordruckbehälter. Das vorhandene Montagespiel ist mindestens gleich der radialen Dehnung des Reaktordruckbehälters bei Temperatur und Innendruck, abzüglich des festzulegenden Maßes der radialen Aufweitung der Ringspannglieder durch den Druckbehälter.In this way the ring force can be controlled. This method also allows a Tolerance-free assembly of the components of the thermal insulation cooling gap when the reactor pressure vessel is already installed. The existing assembly clearance is at least equal to the radial expansion of the reactor pressure vessel at temperature and internal pressure, minus the amount to be determined for the radial expansion of the ring tendons through the pressure vessel.

In Weiterentwicklung der Erfindung bestehen die Druckkörper aus stapelbaren Isolierbetonsegmenten. Auf diese Weise ist die Montage und Demontage des Wärmedämm-Kühlspaltes besonders einfach. Eine besonders günstige Ausführungsform der Druckkörper besteht darin, daß diese als Isolierbetonsegmente ausgeführt sind, die sowohl eine behälternahe Wärmedämmzone als auch eine behälterfeirne Kühlzone aufweisen, wobei die Kühlzone von Kühlluftkanälen durchzogen ist. Bevorzugt sind die Druckkörper mit eingeformten axialen Kühlkanälen, vorzugsweise mehrlagig, versehen, die beim Übereinanderstapeln zueinander fluchten. Diese eingeformten Kühlkanäle werden zweckmäßigerweise als eingegossene Stahlrohre ausgeführt, die auch zur Druckübertragung geeignet sind. Zweckmäßig sind die Radialspannglieder an ihren inneren Enden jeweils mit Querhäuptern versehen und ietztere am Außenumfang der Druckkörper angeordnet. In a further development of the invention, the pressure hulls consist of stackable insulating concrete segments. In this way, the assembly and disassembly of the thermal insulation cooling gap is particularly simple. A special one A favorable embodiment of the pressure body consists in the fact that it is used as insulating concrete segments are designed that have both a thermal insulation zone close to the container and a cooling zone that is not connected to the container have, wherein the cooling zone is traversed by cooling air channels. The pressure bodies are preferred molded axial cooling channels, preferably multilayered, provided, which when stacked on top of each other cursing. These molded cooling channels are expediently designed as cast steel pipes, which are also suitable for pressure transmission. The radial tendons are useful at their inner ends each provided with crossheads and the latter arranged on the outer circumference of the pressure body.

Außer den vorerwähnten Druckkörpern, die zwischen Reaktordruckbehälter und Querhäuptern angeordnet sind und die Funktion der Wärmedämmung und Kühlung erfüllen, ist erfindungsgemäß auch eine zweite Gruppe von Druckkörpern vorgesehen, die radial gesehen zwischen den Querhäuptern und dem biologischen Schild angeordnet sind und hier lose, d. h. im kalten Zustand mit ausreichendem radialen Spiel, derart angeordnet sind, daß sie die Dehnung der Ringspannglieder nicht behindern. Demgemäß sind die vom Innenumfang der Betonstruktur, vom Außenumfang der Querhäupter und von den Ringspanngliedlagen begrenzte Ringkammern mit zur Druckübertragung geeigneten Füllkörpern, vorzugsweise Isolierbeton-Segmentsteinen, lose ausgefüllt, wobei die Segmentsteine als Montagehilfe für die Ringspannglied-Lagen dienen, indem abwechselnd eine Segmentstein- und eine Ringspannglied-Lage übereinander stapelbar sind.Except for the aforementioned pressure hulls, which are arranged between the reactor pressure vessel and crossheads are and fulfill the function of thermal insulation and cooling, according to the invention is also a second group of pressure hulls provided, seen radially between the crossheads and the biological shield are arranged and here loosely, d. H. when cold with sufficient radial play, are arranged so that they do not hinder the expansion of the ring tendons. Accordingly, they are from the inner perimeter of the concrete structure, from the outer perimeter of the transverse heads and from the ring tendon layers limited annular chambers with fillers suitable for pressure transmission, preferably insulating concrete segment blocks, loosely filled in, with the segment stones as an assembly aid for the ring tendon layers serve by alternately stacking a segment stone and a ring tendon layer on top of one another.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung betrifft die Berstsicherung im Stutzenbereich des Reaktordruckbehälters, wozu die Hauptkühlmittelleitungen umgebende und den biologischen Schild durchdringende Hüllrohre in einen Teilverband der Ringspannglieder einbezogen sind, wie den Ansprüchen 10 und 11 angegeben. Einzelheiten der Erfindung sind anhand der mehrere Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigtAnother advantageous development of the invention relates to the burst protection in the nozzle area of the Reactor pressure vessel, including surrounding the main coolant lines and the biological shield penetrating ducts are included in a partial association of the ring tendons, as the claims 10 and 11 indicated. Details of the invention are based on the several exemplary embodiments Drawing explained. It shows

F i g. 1 in einem Axialschnitt und im Ausschnitt einen Reaktordruckbehälter mit der radialen Berstsicherung nach der Erfindung, wobei eine Hauptkühlmittelstutzen-Partie gezeigt ist,F i g. 1 in an axial section and in the cutout a reactor pressure vessel with the radial burst protection according to the invention, wherein a main coolant nozzle portion is shown,

F i g. 2 einen Querschnitt in der achsnormalen Ebene der Hauptkühlmittelstutzen des Gegenstandes nach Fig I. wobei jedoch die rechte Hallte gezeigt ist und d'c Berstsicherung vereinlacht nur mit Druckkorpri η dargestellt ist,F i g. FIG. 2 shows a cross section in the plane normal to the axis of the main coolant connection of the object according to FIG Fig I. However, the right Hallte is shown and d'c burst protection simplified only with Druckkorpri η is shown

F i g. 3 die Ansicht A aus F i g. 2, d. h. die Draufsicht auf einen Ausschnitt der Hauptkühlmittelleitungscbene, F i g. 4 in entsprechender Darstellung 7U Fig. IF i g. 3 the view A from FIG. 2, ie the top view of a section of the main coolant line plane, FIG. 4 in corresponding representation 7U FIG

jeduch in einem kleineren Ausschnitt eine Variante des in F i g. 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels, wobei die WUimedämm-Kühlzone in Isolicrbetonsieine und getrennt da/.u in Kühlelemente aus Stahl unterteilt ist.each in a smaller section a variant of the in Fig. 1 shown first embodiment, wherein the WUimedämm-Kühlzone in Isolicrbetonsieine and separated because / .u is divided into cooling elements made of steel.

t- ι g. 4a einen Querschnitt der Kühlelememe aus t- i g. 4 im Ausschnitt,t- ι g. 4a shows a cross section of the cooling elements t- i g. 4 in the cutout,

F i g. 5 in srhematischer Darstellung verschiedene Montagezusiände und Bemessungsmöglichkeiten für die radiale Berstsicherung nach der Erfindung, und zwar t-i g. 5a einen Zustand vor Verankerung der Radialspar,i:g;ieder in den Oberhäuptern,F i g. 5 different in a schematic representation Montagezusiände and dimensioning options for the radial burst protection according to the invention, namely t-i g. 5a a state before anchoring the radial spar, i: g; ieder in the heads,

Fig. 5b die mechanisch vorgespannten Radial- und Ringspan nglicderFig. 5b shows the mechanically prestressed radial and ring clamps

F i g. 5c den Gegenstand nach Fig. 5b. jedoch mit montierten Dämm-Kühlelementen (der Reaktordruckbehälter ist hierbei noch kalt).F i g. 5c the object of FIG. 5b. but with mounted insulating cooling elements (the reactor pressure vessel is still cold here).

F i g. 5d den Zustand nach der radialen Dehnung des Reaktordruckbehälters, wenn sich dieser an die radiale Berstsicherung angelegt und diese um beispielsweise 2 mm aufgeweitet hat,F i g. 5d shows the state after the radial expansion of the reactor pressure vessel when it adapts to the radial Has applied burst protection and widened it by, for example, 2 mm,

Fig. 5e eine Ausführungsvariante, bei der die ursprünglich vorhandene Reduzierung der Umfangsspannung des Druckbehälters dadurch aufgehoben wurde, daß die Radialspannglieder nachträglich gespannt wurden, so daß nunmehr ein Berstschutz, ohne Spiel oder mit minimalem Spiel vorhanden ist und5e shows an embodiment variant in which the originally present reduction in the circumferential stress of the pressure vessel was canceled by the fact that the radial tendons were subsequently tensioned were, so that there is now a burst protection, with no play or with minimal play and

Fig. 5f eine weitere Variante des Berslschutzes. bei der durch Vorspannen und nachträgliches verstärktes Ablassen der Radialspannglieder eine Umlagerung eines Anteils der im Beton vorhandenen Radialdruckkräfte auf den Reaktordruckbehälter erfolgt, so daß in diesem eine verstärkte Umfangsspannungsentlastung gegeben ist.Fig. 5f a further variant of the Berslschutz. at redistribution caused by prestressing and subsequent increased lowering of the radial tendons a portion of the radial pressure forces present in the concrete takes place on the reactor pressure vessel, so that in this is given increased circumferential stress relief.

Der Reaktordruckbehälter 1 in Fi g. 1, zur Vereinfachung im folgenden als Druckbehälter bezeichnet, ist mit einer radialen Berstsicherung, als Ganzes mit E bezeichnet, versehen. Bevorzugt handelt es sich beim Druckbehälter 1 um einen Reaktordruckbehälter, da hier die Berstsicherung besonders bedeutsam ist; es kann sich jedoch generell um einen mit einem bewehrten Betonmantel umgebenen Druckbehälter handeln. Der Druckbehälter 1 ist mit einem sirien biologischen Schild bildenden Betonmantel 2 umgeben.The reactor pressure vessel 1 in Fi g. 1, hereinafter referred to as a pressure vessel for the sake of simplicity, is provided with a radial burst protection, designated as a whole by E. The pressure vessel 1 is preferably a reactor pressure vessel, since the burst protection is particularly important here; however, it can generally be a pressure vessel surrounded by a reinforced concrete jacket. The pressure vessel 1 is surrounded by a concrete jacket 2 that forms a siren biological shield.

Dieser besteht aus einer im wesentlichen hohlzylindrischen Spannbetonkonstruktion mit Radialspanngliedern 2a, Umfangsspanngliedern 2b und nicht näher dargestellten Axialspanngliedern. Eine solche Konstruktion ist z.B. durch die DE-AS 16 84 643 bekannt.This consists of an essentially hollow cylindrical prestressed concrete structure with radial tendons 2a, circumferential tendons 2b and axial tendons not shown in detail. Such a construction is known from DE-AS 16 84 643, for example.

Wie die Betonkonstruktion des biologischen Schildes im einzelnen aussieht, ist für die Erfindung jedoch nicht von Bedeutung; wesentlich ist, daß sie in der Lage ist, erhebliche Axial-, Radial- und Umfangskräfte aufzunehmen. Die Radialspannglieder 2a des biologischenHow the concrete construction of the biological shield looks in detail, however, is not important for the invention; it is essential that it is able to absorb considerable axial, radial and circumferential forces. The radial tendons 2a of the biological

bo Schildes sind mit Umfangsspanngliedern 2b kraftschlüssig derart gekoppelt, daß durch Anspannen der Radialspannglieder 2a mittels der Spannmuttern 2c die Umfangsspannglieder 2b angespannt werden können. Zur Lagerung letzterer weisen die Radialspannglieder 2a Querhäupter 2d Abstandshaltescheiben 2f zwischen den einzelnen Lagen der Umfangsspannglieder 2b, sowie Widerlagerscheiben 2e auf. Die Umfangs- und Radialspannglieder sind über die Höhe des biologischenbo shields are non-positively coupled to circumferential tendons 2b in such a way that the circumferential tendons 2b can be tensioned by tightening the radial tendons 2a by means of the tensioning nuts 2c. To support the latter, the radial tendons 2a have crossheads 2d spacer disks 2f between the individual layers of the circumferential tendons 2b, as well as abutment disks 2e. The circumferential and radial tendons are about the height of the biological

Schildes 2 verteilt. Ferner wird der biologische Schild, wie erwähnt, von Axialspannglicdern axial durchzogen, so daß er in der Lage ist, ax^'e Vorspannkrälic, die auf den Rt.iiku»druckbehälter 1 über eine nicht dargestellte Laeeruüj, ausgeübt werden, aufzunehmen. Diese Lagerung, die im übrigen zum Verständnis der Erfindung nichi i'äher beschrieben zu werden braucht, kann z. B. aus einer bodenseitigen Aufhängung über Biegefedern bestehen und aus einer deckelseitigen Verspannung über PendelstützcnShield 2 distributed. Furthermore, the biological shield, as mentioned, axially traversed by axial tension members, so that it is able to ax ^ 'e Vorspannkrälic which on the Rt.iiku »pressure vessel 1 via a not shown Laeeruüj, to be exercised. This storage, which does not need to be described in more detail to understand the invention can, for. B. from a floor-side suspension via spiral springs consist and of a cover-side bracing via pendulum supports

Die radiale Berstsicherung B besieht aus wärmedämmendcn Druckkörpern 3, die über die gegen Bersten zu schützende Oberflache la des Druckbehälters 1 verteilt sind, und zwar sowohl in Umfangsrichtung (vgl. F i g. 2) als auch achsparallel bezogen auf die Achse Γ des η Druckbehälters 1. Außerdem weist der radiale Berstschutz B Ringspannglieder 4 in Form von Stahlbändern auf, die konzentrisch zur Behäiterachse Γ verlaufen und die Druckkörper 3 umgeben. Die radialen Kräfte Pt* insbesondere die radialen Andruckkräfte der Druckkörper 3. die diese im Betriebs- bzw. Berstzustand auf die Behälterwand 1"? ausüben, sind durch Umfangsspannung der Ringspannglieder 4 erzeugbar, d. h. die Umfangsspannung der Ringspannglieder wird in entsprechende radiale Kräfte Pbumgeformt. Mit lcist noch in F i g. 1 ein Stutzen bezeichnet, an den eine Kühlmittelleitung 5 angeschlossen ist mit einer Trennwand Sa, so daß die Leitung 5 sowohl eine Zuleitung 5.1 als auch eine Rückleitung 5.2 umfaßt. Die Ringspannglieder 4 sind über die Höhe des Druckbehälters f in 3υ mehreren mit Axialabstand zueinander angeordneten Ringspannbündeln 4a vorgesehen, wobei jedes Bündel 4a einzelne Bandlagen 4b aufweist. Anstelle der Bänder bzw. Bandlagen 4b könnten auch Stahidrähte oder Stahlstäbe verwendet sein.The radial burst protection B consists of heat-insulating pressure bodies 3, which are distributed over the surface la of the pressure vessel 1 to be protected against bursting, both in the circumferential direction (see FIG. 2) and axially parallel to the axis Γ of the pressure vessel 1. In addition, the radial burst protection B has ring tendons 4 in the form of steel strips which run concentrically to the container axis Γ and surround the pressure body 3. The radial forces Pt *, in particular the radial pressure forces of the pressure bodies 3, which they exert on the container wall 1 ″ in the operating or bursting state, can be generated by hoop tensioning of the ring tendons 4, ie the hoop tension of the ring tendons is converted into corresponding radial forces Pb . 1 c denotes a nozzle to which a coolant line 5 is connected with a partition Sa so that the line 5 comprises both a supply line 5.1 and a return line 5.2 f provided in 3½ several ring tensioning bundles 4a arranged at an axial distance from one another, each bundle 4a having individual band layers 4b . Instead of the bands or band layers 4b , steel wires or steel rods could also be used.

Erfindungsgemäß greifen nun an der zweiten Gruppe der Ringspannglieder 4, die radial innerhalb des Betonmantels 2 und radial außerhalb der Wand ib in einem Ringraum S2 angeordnet sind, die Radialspannglieder 6 an, die den Spannbetonmantel 2 durchdringen und von außen anspannbar sind (Muttern 6a, Beilagscheiben 6b). Diese zweite Gruppe der Radialspannglieder 6 ist mit Querhäuptern 6c ihrer inneren Enden am Außenumfang der Druckkörper 3 angeordnet. Das heißt, bei der in Fi g. 1 dargestellten Berstschutzanordnung (kalter Zustand des Druckbehälters 1) folgen auf die Wand ib radial nach außen gesehen mit Radialspalt die Anordnung der Drückkörper 3According to the invention now engage the second group of ring tensioning elements 4 which are arranged radially inside the concrete shell 2 and radially ib outside the wall in an annular space S2, the radial clamping members 6, which penetrate the reinforced concrete casing 2 and anspannbar from the outside are (nuts 6a, washers 6b). This second group of radial tendons 6 is arranged with crossheads 6c of their inner ends on the outer circumference of the pressure body 3. That is, in the case of FIG. 1 shown burst protection arrangement (cold state of the pressure vessel 1) follow the wall ib , viewed radially outward, with a radial gap, the arrangement of the pressure bodies 3

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Querhäupter 6c, die als Stahlkörper ausgebildet sind und eine Aussparung 6d sowie eine Bohrung 6e aufweisen, si wobei die Bohrung 6e in dem Hüllrohr 6/ der Radialspannglieder 6 weitergeführt und im Aussparungsraum 6d der Kopf 6g der Radialspannglieder 6 angeordnet ist, letztere also die Querhäupter mit ihren Köpfen 6g kraftschlüssig hintergreifen. Zwischen den '-■'■ Querhäuptern 6c und dem Betonmantel 2 wird der genannte Ringraum 52 mit einzelnen Ringkammern 7 gebildet, in dem außer den Ringspanngliedern 4 auch Füllkörper 8 zwischen den einzelnen Bündeln 4a angeordnet sind, wie weiter unten noch erläutert Je nach dem Spannungszustand der Ringspannglieder 4 und dem Betriebszustand des Druckbehälters 1 sind weitere Spalte s& zwischen den Füllkörpern 8 und den Querhäuptern 6c sowie s>3 zwischen den Füllkörpern 8 und dem Betonmantel 2 vorhanden. Die Spalte Sn und s_rj &⁵ sind jedoch für den Spannungszustand des Druckbehälters in Betriebszuständen ohne Bedeutung. Durch Vorgabe einer Spaltweite Sn um den ganzen Betrag oder eines Teils der radialen Druckbehälterdehnung Δη, die letzterer Knm Erwärmen auf Betriebstemperatur erfahrt, läßt sich nun die Umfangs-Soilspannung im Druckbehälter 1 bzw. seiner Wand ib vorgeben, und zwar geschieht dies aufgrund radialer Dehnungsbehinderung der Wand ib, wenn sich diese auf Betriebstemperatur erwärmt (instationärer Vorgang) bzw. befindet (stationär).Crossheads 6c, which are designed as steel bodies and have a recess 6d and a bore 6e, si where the bore 6e continues in the cladding tube 6 / the radial tendons 6 and the head 6g of the radial tendons 6 is arranged in the recess space 6d, the latter with the crossheads grip behind their heads 6g frictionally. Between the '- ■' ■ crossheads 6c and the concrete jacket 2, the said annular space 52 is formed with individual annular chambers 7, in which, in addition to the annular tendons 4, fillers 8 are also arranged between the individual bundles 4a, as will be explained below depending on the stress state of the ring tendons 4 and the operating state of the pressure vessel 1, there are further gaps s & between the fillers 8 and the crossheads 6c and s> 3 between the fillers 8 and the concrete shell 2. The columns Sn and s _r j & ⁵ are, however, irrelevant for the stress state of the pressure vessel in operating states. By specifying a gap width Sn by the entire amount or part of the radial pressure vessel expansion Δη, the latter Knm experiences heating to operating temperature, the circumferential soil stress in the pressure vessel 1 or its wall ib can now be specified, and this happens due to the radial expansion hindrance of the Wall ib, when this is heated to operating temperature (transient process) or is (stationary).

Hierzu ist es vorteilhaft, wenn die Radialspannglieder 6', wie dargestellt, mit Kraftmeßdosen 6h versehen sind, an denen die Ringkraft der Ringspanr.glieder 4 und damit die Umfangsspannung des Druckbehälters 1 ablesbar sind. Die Vorspannung in den Radialspanngliedcrn kann so getroffen werden, daß im warmen Betriebszustand des Druckbehälters 1, wenn seine Umiangsspannung aufgrund behinderter Wärmedehnung ganz oder zum Teil von den Ringspanngliedern 6 übernommen ist, die Zugkraft in den Radialspanngliedern 6 gegen Null geht.For this purpose, it is advantageous if the radial tension members 6 'are provided with load cells 6h, as shown, on which the ring force of the ring clamping members 4 and thus the circumferential tension of the pressure vessel 1 can be read. The prestressing in the radial tendons can be made so that when the pressure vessel 1 is warm, when its circumferential stress is completely or partially taken over by the ring tendons 6 due to hindered thermal expansion, the tensile force in the radial tendons 6 approaches zero .

Die Druckkörper 3 bestehen vorteilhafterweise aus stapelbaren Isolierbetonsegmenten, und zwar gemäß Fig. 1 aus solchen, die sowohl eine behälternahe Wärmedämmzone 3a als auch eine behälterferne Kühlzone 3b aufweisen, wobei die Kühlzone 3b von Kühlluftkanälen 3cdurchzogen ist. Bevorzugt sind diese Kühlluftkanäle 3c in die Druckkörper 3 mehrlagig einbetoniert, vgl. F i g. 2, und zwar derart, daß die Kühlkanäle beim Übereinanderstapeln der Druckkörper 3 zueinander fluchten.The pressure element 3 are advantageously made of stackable Isolierbetonsegmenten, according to the cooling zone is 3cdurchzogen 3b of cooling air ducts Fig. 1 from those which also have both a container close thermal insulation zone 3a as a container remote cooling zone 3b. These cooling air ducts 3c are preferably concreted in several layers in the pressure body 3, see FIG. 2, in such a way that the cooling channels are aligned with one another when the pressure bodies 3 are stacked one on top of the other.

F i g. 4 zeigt eine Variante, bei der die Druckkörper 3' aus gesonderten Isolierbetonsteinen 3a'(Wärmedämmkörper) und Stahlsegmenten 36'(Kühlkörper) bestehen. Außerdem ist in den Kühlkörpern nur eine Reihe von Kühlkanälen 3c' vorgesehen. Die Kühlkanälc 3c' werden zweckmäßigerweise durch Verschweißen von Stahlrohren und Stahlblechen hergestellt. Auf diese Weise ergibt sich ein axial durchgehendes Kühlkanalsystem innerhalb der Druckkörper 3', das auf seiner Eingangsseite mit der Druckseite eines nicht dargestellten Gebläses über einen gemeinsamen Einlaßkanal und auf seiner Auslaßseite über einen ebenfalls nicht dargestellten Sammelkanal mit der Saugseite des Gebläses verbunden sein kann.F i g. 4 shows a variant in which the pressure body 3 'is made from separate insulating concrete blocks 3a' (thermal insulation body) and steel segments 36 '(heat sinks). In addition, there is only a number of in the heat sinks Cooling channels 3c 'provided. The cooling channels 3c 'are expediently made by welding Steel pipes and steel sheets made. This results in an axially continuous cooling channel system within the pressure body 3 ', which is on its input side with the pressure side of a not shown Fan via a common inlet channel and on its outlet side via one also not shown collecting channel can be connected to the suction side of the fan.

In F i g. 4 ergibt sich zusätzlich zu F i g. 1 noch ein Spalt Sr» zwischen den Körpern 3b' und 3a' aus Fertigungstoleranzen, im übrigen ist die Anordnung sowie in F i g. 1 getroffen. Als geeigneter Isolierbeton für die Drückkörper 3 und die Füllkörper 8 hat sich Leichtbeton erwiesen. Die Ringkammern 7 werden vom Innenumfang des Betonmantels 2, vom Außenumfang der Querhäupter 6c und von den Ringspannbündeln 4a begrenzt und sind, wie erwähnt, lose durch Füllkörper 8 ausgefüllt Das Spiel zwischen den Füllkörpern 8 untereinander und die Spalte Sa und s_r3 sind so bemessen, daß die Wärmebewegung der Druckkörper 3, der Querhäupter 6c und der Ringspannglieder 4 innerhalb der Ringzone S1 nicht behindert ist und erst bei der gewünschten thermischen Dehnung des Druckbehälters 1 bzw. im Versagensfall des Druckbehälters die starre bzw. feste Anlage der genannten Elemente an dem Betonmantel 2 erfolgt, so daß der letztere gemäß einer bevorzugten Ausführungsform mit als tragender Mantel herangezogen ist Wie eingangs bereits erwähnt, gibt es verschiedene Bemessungsmöglichkeiten, was weiter unten noch anhand der Fig.5 näher erläutert wird. In Fig. 4 results in addition to FIG. 1 still a gap Sr »between the bodies 3b ' and 3a' from manufacturing tolerances, otherwise the arrangement and in FIG. 1 hit. Lightweight concrete has proven to be a suitable insulating concrete for the pressure bodies 3 and the filler bodies 8. The ring chambers 7 are delimited by the inner circumference of the concrete jacket 2, the outer circumference of the crossheads 6c and the ring tension bundles 4a and, as mentioned, are loosely filled with fillers 8. The clearance between the fillers 8 and the gaps Sa and s _r3 are dimensioned so that the heat movement of the pressure body 3, the crossheads 6c and the ring tendons 4 within the ring zone S 1 is not hindered and only when the desired thermal expansion of the pressure vessel 1 or in the event of failure of the pressure vessel is the rigid or firm contact of the elements mentioned on the concrete shell 2 takes place, so that according to a preferred embodiment, the latter is used as a load-bearing jacket.

Aus F i g. 1 ist ersichtlich, daß wegen der größeren Dichte der Radialspannglieder 2a und 6 im Bereich umFrom Fig. 1 it can be seen that because of the greater density of the radial tendons 2a and 6 in the range around

die Hauptkühlmitteleleitung 5 der Betonmantel 2 in Form einer Voute 2ί erweitert ist, so daß für die Verankerung der Radialspannglieder 6 zusätzliche Fläche vorhanden ist. Fig. 1 bis 3 zeigen, daß die Hauptkühlmittelleitungen 5 von Hüllrohren 9 aus Stahl umgeben sind, welche den Betonmantel 2 durchdringen und in einen Teilverband Bi, B2 der Ringspanngliederthe main coolant line 5 of the concrete jacket 2 is expanded in the form of a haunch 2ί , so that 6 additional area is available for anchoring the radial tendons. 1 to 3 show that the main coolant lines 5 are surrounded by cladding tubes 9 made of steel, which penetrate the concrete jacket 2 and form a partial bond Bi, B2 of the ring tendons

4 und der Radialspannglieder 6 einbezogen sind. Der Ringraum 53 zwischen Leitung 5 und Hüllrohr 9 ist von nicht näher dargestellten thermisch isolierenden Eic menten sowie Ringen als Berstschutz für die Rohrleitung 5 ausgefüllt; außerdem können in diesem Ringraum 53 Kühlkanäle zum Abführen der Kühlluft aus den Kühlkanälen 3c angeordnet sein, wobei sich die Kühlluft zunächst in einem Ringraum 54 im Außenbereich des Stutzens losammeli. Die Hüllrohre 9 sind jeweils mit einem behälterfernen Flansch 9a, der gemäß F i g. 3 Rechteckform besitzt, in den Teilverband öl und B2 der zugehörigen anliegenden Ringspann- und Radialspannglieder 4, 6 einbezogen, wobei im kalten Zustand das Hüllrohr 9 mit seinem behälternahen Ende 9b bzw. die entsprechenden Stirnflächen über die Querhäuptcr 6c um wenige Millimeter hinausragt und damit die stutzennahe Zone des Druckbehälters 1 über die Druckkörper bei Behälterdehnung eher zum Krafischluß kommt als der übrige zylindrische Teil. Da der Spalt Sn kleiner ist als der Spalt s_rio ist, so wird dann, wenn ■ ι der Druckbehälter 1 unter Druck- und Temperaturbeaufschlagung radial dehnt, über die Druckkörper 4 zunächst das Hüllrohr 9 radial verlagert, wobei sich die Ringspannglieder der Teilverbände B 1,4 and the radial tendons 6 are included. The annular space 53 between line 5 and cladding tube 9 is filled with not shown thermally insulating Eic elements and rings as a burst protection for the pipeline 5; In addition, cooling channels for discharging the cooling air from the cooling channels 3c can be arranged in this annular space 53, the cooling air initially collecting in an annular space 54 in the outer region of the connecting piece. The cladding tubes 9 are each provided with a flange 9a remote from the container, which according to FIG. 3 has a rectangular shape, included in the partial association oil and B2 of the associated adjacent ring tensioning and radial tensioning members 4, 6, whereby in the cold state the cladding tube 9 with its end 9b close to the container or the corresponding end faces protrudes a few millimeters beyond the transverse head 6c and thus the The zone of the pressure vessel 1 close to the socket is more likely to close by force than the rest of the cylindrical part when the vessel expands. Since the gap Sn is smaller than the gap s _r io, when the pressure vessel 1 expands radially under pressure and temperature, the cladding tube 9 is first displaced radially via the pressure body 4, the ring tendons of the sub-assemblies B moving 1,

5 2 spannen und der Flansch 9a an der Stelle s* einen Spaii gegenüber dem ßeion;:;Lirnei 2 b ■'■*·. den Vprstärküngseinljgtrn 2ir. 2g'ausbildet. Bei dieser ersten radialen Teilbewegung werden die Radialspamigiiede'fS der Teilverbände ß 1 ß 2 /unr-chit gereckt urn das Maß des Überstand · s^. Die hie:^j¹. entstehende Zugkraft in den RadialSp-iingüedern wirkt über die Hüliroiirt 'J auf den Druckr-ehälte- 1 u-.ri kann mil HiU'e von Kraftmeßdosen bh gemessen wenden. Bei der weiterer. Oehnungsbewegung werden auch d;_> Querhäupur 6c mit den Kaaiaispttiingiieuern C bzv>.fc rcdiii! . edagert, so daß im Verlauf dieser zweiten radialen Teilbewegung sich die Zugspannung in den Radialspanngliedern der Teilverbände Bl, B2 nicht mehr erhöhen kann. Auf diese Weise bleibt die definierte Andruckkraft, die vom Hüllrohr 9 über die zugehörigen Druckkörper 4 auf den Stutzenbereich Ic de; Druckbehälters 1 ausgeübt wird, erhalten. Die Hüllrohre 9 sind am Innenumfang von Mauerringen 10 zentriert und in ihrer Achsrichtung geführt gelagert, wobei auch die im Bereich des Flansches 9a des Hüllrohres 9 angeordnete Verstärkungseinlage 2g', die das Hüllrohr 9 umfaßt, als Mauerring anzusprechen ist. Diese Mauerringe 10 bzw. 2g' sind in den Betonmantel 2 eingelassen. Sie dienen zugleich als Verstärkungseinlage, um Spannungsspitzen, die beim Herstellen des Betonmantels nach dem Radialspannverfahren auftreten, aufzunehmen. Mit 11 sind in Fig.2 noch Notkühlleitungen bezeichnet, die ebenso wie die Hauptkühlmittelleitungen 5 in das Innere des Druckbehälters 1 münden. Die Druckkörper 3 und eventuell auch die Füllkörper 8 sind vorzugsweise blechumhüllt ausgeführt, damit ein eventueller Abrieb nicht nach außen in den Kühlkreislauf dringen kann, wobei die Blechumhüllung der Druckkörper 3 (nicht dargestellt) auf geeignete Weise mit den Stahlrohren der Kühlkanäle 3c dichtend verbunden ist. Die Füllkörper 8 füllen nicht nur in loser Stapelung die Ringräume 7 aus, sondern dienen auch zur Auflagerung der Ringspannbündel 4a bei ihrer Montage.5 2 clamp and the flange 9a at the point s * a space opposite the ßeion;:; Lirnei 2 b ■ '■ * ·. the certification unit 2ir. 2g ' trains. During this first radial partial movement, the radial spamigies of the partial structures ß 1 ß 2 / unr-chit are stretched by the amount of the protrusion · s ^. That said: ^ j ¹ . resulting tensile force in the RadialSp-iingüedern acts via the Hüliroiirt 'to the J-Druckr ehälte- 1 u-.ri mil HiU'e of load cells can contact bh measured. At the other. Oehnungsbewegung are also d; _> Querhäupur 6c with the Kaaiaispttiingiieuern C bzv> .fc rcdiii! . edlagered, so that in the course of this second radial partial movement, the tensile stress in the radial tendons of the partial braces B1, B2 can no longer increase. In this way, the defined pressure force remains, which is exerted by the cladding tube 9 via the associated pressure body 4 on the nozzle area Ic de; Pressure vessel 1 is exercised, obtained. The cladding tubes 9 are centered on the inner circumference of wall rings 10 and supported in their axial direction, the reinforcing insert 2g ', which is arranged in the region of the flange 9a of the cladding tube 9 and encompasses the cladding tube 9, being referred to as a wall ring. These wall rings 10 and 2g ' are embedded in the concrete casing 2. They also serve as a reinforcement insert to absorb stress peaks that occur during the production of the concrete shell using the radial tensioning process. 11 in FIG. 2 also designates emergency cooling lines which, like the main coolant lines 5, open into the interior of the pressure vessel 1. The pressure bodies 3 and possibly also the filling bodies 8 are preferably made of sheet metal so that any abrasion cannot penetrate to the outside into the cooling circuit, the sheet metal coating of the pressure body 3 (not shown) being connected in a suitable manner with the steel pipes of the cooling channels 3c in a sealing manner. The filling bodies 8 not only fill the annular spaces 7 in a loose stack, but also serve to support the annular clamping bundles 4a during their assembly.

Im folgenden sei kurz der Bauvorgang des radialen Berstschutzes unter Zugrundelegung einer radialen Dehnungsbehinderung des Druckbehällers I von 2 mm erläutert. Dabei wird davon ausgegangen, daß der Betonmantel 2 bereits fertiggestellt ist, wobei in genauen Positionen in Ebenen von etwa 40 cm axialem Abstand, Hüllrohre 12 (vgl. Fig. 1) für die Radialspann·In the following, the construction process of the radial burst protection is briefly based on a radial one Expansion restriction of the pressure vessel I of 2 mm explained. It is assumed that the Concrete shell 2 has already been completed, in exact positions in planes of about 40 cm axial Distance, cladding tubes 12 (see. Fig. 1) for the radial clamping

ίο gliedere eingebaut sind. Die vorgefertigten Ringspannbündel 4a werden nacheinander unter Zwischenfügung der Füllkörper b am Innenumfang des Betonmantels 2 übereinander gestapelt, d. h. eingehoben. Durch die Hüllrohre 12 im Betonmantel 2 werden die Radialsparmglieder 6 gefädelt und jeweils gegen das zugehörige Ouer. aupt 6c verschraubt. Die Geometrie der «Jhierhäupter 6c ist so gewählt, daß die Spanngliedverankerung ö^nicht über die Innenoberfläche der Querhäupter hinaussteht und daß alle Ringspannbündel 4a unter Zwischenfügung der Füllkörper 8 aufeinanderlegen. Parallel zu diesen Arbeiten können auf der Außenseite des Berstschutzes bzw. des Betonmantels 2 die Muttern 6a der Radialspanngliedor.die als Stahlstäbe ausgebildet sind, gegen die Verankerung gedreht werden, ohne die Radialspannglieder 6 zu dehnen. Damit wird ein über den Umfang mittlerer Ab;'?nd zwischen dem jeweiligen Ringspannbündel 4j ur ' üer Betonoberfläche meßbar und justierbar, der i?"mäß Fig. 5a 11,5 mm beträgt. F i g. 5a zeigt eine Vorstufe der vorerwähnten Montage, bei der die Radialspannglieder 6 noch nicht an den Querhäuptern verankert sind. Im Montagezustand nach dem mechanische" Vorspannen der Radialspannglieder n,\. ■■'. F i g. ^r>b wird nu'i der D'ij.kbcnaU;.·' ; eingeho-be:· -Vn^hiieucrd crioisi ^.;r-. ;'J ■ ; £. ν ■·!:■-· M;>n';:iC de;, Wiir.-Mcd ■■■ ^!:5i-lCür^p.:,::oi>, d.h. djs l.iip.;ii,.\·.. der Dr'j'"k!;.· ■ .-r j tixrhei werden a^;e Druckkörper 3 mit Ciiicrii Sp;ei von ^c· ;;):'· -.lim Druckbehälter 1 gegen die i.;L^nia.;,.:_ öf geschoben. Diese¹· Spiel k.;P.;i be: einer !'■us;o!e"a;iz mit Einzsiblecheri \f-r dem jeweiligenίο links are built in. The prefabricated ring tension bundles 4a are successively stacked on top of one another with the interposition of the filler bodies b on the inner circumference of the concrete casing 2, ie lifted into place. The radial spar members 6 are threaded through the duct 12 in the concrete jacket 2 and each against the associated Ouer. aupt 6c screwed. The geometry of the "Jhierhäupter 6c" is chosen so that the tendon anchoring does not protrude beyond the inner surface of the crossheads and that all the ring tensioning bundles 4a lie on top of one another with the interposition of the filler bodies 8. Parallel to this work, the nuts 6a of the radial tendons, which are designed as steel rods, can be turned against the anchoring on the outside of the burst protection or the concrete jacket 2 without stretching the radial tendons 6. This means that a central gap over the circumference between the respective ring tensioning bundle 4jur 'over the concrete surface is measurable and adjustable, which is 11.5 mm according to FIG. 5a. FIG. 5a shows a preliminary stage of the aforementioned assembly , in which the radial tendons 6 are not yet anchored to the crossheads. In the assembled state after the mechanical "prestressing of the radial tendons n, \. ■■ '. F i g. ^r > b becomes nu'i der D'ij.kbcnaU;. · '; eingo-be: · -Vn ^ hiieucrd crioisi ^ .; r-. ; 'J ■ ; £. ν ■ ·!: ■ - · M;> n ';: iC de ;, Wiir.-Mcd ■■■ ^! : 5i-lCür ^ p.:, :: oi>, ie djs l.iip.; Ii,. \ · .. der Dr'j '"k!;. · ■.-Rj tixrhei be a ^; e pressure body 3 with Ciiicrii Sp; ei of ^c · ;;): '· -.lim pressure vessel 1 pushed against the i.; L ^ nia.;,.: _ öf. This ¹ · game k.; P.; i be: one ! '■ us; o! E "a; iz with individual letters for the respective

*^? Querhhu^i 6cei:i£i:ste!k wer;!..-·: bei ..-incr Minus-Tole- rü'.i'i. besteht die Mög^!ichkei:. d;;s entsprechende Ringspünribünde· 4^ über die Ra^ia'^pfinnglieder 6 aufzuweiten. Die Höhe eines Uruckicorpers 3 entspricht der des zugehörigen Querhaupts 6c, um eine definierte Beanspruchung der Druckkörper 3 zu gewährleisten.* ^? Querhhu ^ i 6cei: i £ i: ste! K who;! ..- ·: at ..- incr minus-tole- rü'.i'i. there is the possibility ^{! i} chkei :. d ;; s corresponding Ringspünribünde · 4 ^ widen over the Ra ^ ia '^ pfinnglieder 6. The height of a Uruckicorpers 3 corresponds to that of the associated crosshead 6c in order to ensure a defined stress on the pressure body 3.

Wird nach der vorbeschriebenen Montage der Reaktordruckbehälter 1 auf Druck und Temperatur gebracht, so erfährt er eine radiale Dehnung von im dargestellten Ausführungsbeispiel ! i mm. Das freieAfter the assembly described above, the reactor pressure vessel 1 is subject to pressure and temperature brought, he experiences a radial expansion in the illustrated embodiment! i mm. The free

so Spiel von 9 mm wird überbrückt, und die Ringspannbündel 4a werden radial urn weitere 2 mm gedehnt, wodurch der Druckbehälter 1 eine rotationssymmetrischs Vorspannung erhält. Bei diesem Dehnvorgang werden die Druckkörper 3 ebenfalls um 2 mm verschoben (siehe F i g. 5d). Diese Aufweitung der Ringspannbündel 4a bewirkt in den Radialspanngliedern 6 einen definierten Abfall der vorhandenen Zugkraft Mit Hilfe der Kraftmeßdosen 6Λ an den äußeren Verankerungen läßt sich nun der rechnerische Betrag der Kraft kontrollieren und überwachen.so play of 9 mm is bridged, and the ring clamping bundle 4a are expanded radially by a further 2 mm, whereby the pressure vessel 1 is rotationally symmetrical Receives bias. During this stretching process, the pressure bodies 3 are also increased by 2 mm shifted (see Fig. 5d). This expansion of the ring tensioning bundles 4a is effected in the radial tendons 6 a defined drop in the existing tensile force With the help of the load cells 6Λ to the external anchorages can now control and monitor the arithmetical amount of force.

Der Spannvorgang im Bereich des Teilverbandes B1, B 2 erfolgt wie oben bereits erläutertThe tensioning process in the area of the partial association B 1, B 2 takes place as already explained above

Fig.5e zeigt einen Sonderfall des radialen Berstschutzes, der darstellt, daß irgendein Vorspannungszustand des Druckbehälters nach einer beliebigen Betriebszeit aufgehoben werden kann, indem durch nachträgliches Anspannen der Radialspannglieder die Stauchung des Druckbehälters aufgehoben wird. DieFig. 5e shows a special case of radial burst protection, which represents that any preload condition of the pressure vessel after any Operating time can be eliminated by subsequently tightening the radial tendons Compression of the pressure vessel is canceled. the

Radial- und Umfangsspanr.ung der Betonstruktur werden dadurch erhöht. Bei diesem Sonderfall ist die Spaliweite Sr\o gleich oder größer Null. Bevorzugt wird jedoch mii einer Nuliweg-Berstsicherung gearbeitet (Spalt Srio = 0) oder mit einer zumindest teilweisen Entlastung des Druckbehälters 1 hinsichtlich seiner UinfangS7iigspannung aufgrund tier schon geschilderten radialen Dehniingsbehinderung. (line Vrrgrößerung derThis increases the radial and circumferential tensioning of the concrete structure. In this special case, the gap width Sr \ o is equal to or greater than zero. However, it is preferred to work with a zero-way burst protection (gap Srio = 0) or with at least partial relief of the pressure vessel 1 with regard to its initial stress due to the radial expansion impediment already described. (line enlargement of the

Druckbehältervorspannung ist in F i g. 5f dargestellt, wo durch nachträgliches Ablassen der Radiaispannglieder 6 im Vergleich zu Fig 5d der Spalt vom biologischen Schild zu den Ringspannbiindeln 4a von 4.5 auf 5 mm vergrößert ist, wodurch eine Umlagerung eines Teils der im Betonn:sntel 2 vorhandenen Druckspannung -iuf den Druckbehälter 1 erfolgt.Pressure vessel preload is shown in FIG. 5f shown, where by subsequent lowering of the radial tendons 6 In comparison to FIG. 5d, the gap from the biological shield to the ring tension bundles 4a from 4.5 to 5 mm is enlarged, causing a rearrangement of part of the In the concrete: inside 2 existing compressive stress -i on the Pressure vessel 1 takes place.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

10 15 Patentansprüche:10 15 claims:

1. Radiale Berstsicherung für von einem bewehrten Betonmantel umgebene Druckbehälter, insbesondere für Reaktordruckbehälter, mit über die gegen Bersten zu schützende Oberfläche verteilten wärmedämmenden Druckkörpern, die sowohl in Umfangsrichtung als auch achsparallel um den Druckbehälter herum verteilt sind, und mit Ringspanngliedern in Form von Stahldrähten, -stäben oder -bändern, die konzentrisch zur Behälterlängsachse verlaufen und die Druckkörper umspannen, wobei radiale Andruckkräfte der Druckkörper, die diese im Betriebszustand auf die Behälterwand ausüben, durch Spannen der Ringspannglieder erzeugbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ringspanngliedern (4) angreifende, den Betonmante! (2) durchdringende und von außen anspannbare Radialspannglieder (6, 6') vorgesehen sind und daß die radialen Kräfte der Druckkörper (3) durch Einstellung der Dehnung der Radialspannglieder (6, 6') und damit der Zugvorspannung der Ringspannglieder (4) einstellbar sind und/oder daß der Dehnungsteil, den die Ringspannglieder (4) zusätzlich zu der mittels der Radialspannglieder (6, 6') bereits aufgebrachten Dehnung durch die Radialdehnung des Druckbehälters (1) während des Betriebs erfahren, durch zusätzliche mechanische Dehnung der Radialspannglieder (6, 6') aufhebbar ist.1. Radial burst protection for pressure vessels surrounded by a reinforced concrete shell, in particular for reactor pressure vessels, with distributed over the surface to be protected against bursting heat-insulating pressure hull, both in the circumferential direction and axially parallel to the Pressure vessels are distributed around, and with ring tendons in the form of steel wires, rods or bands that run concentrically to the longitudinal axis of the container and span the pressure hulls, wherein radial pressure forces of the pressure body, which this in the operating state on the container wall exercise, can be generated by tensioning the ring tendons, characterized in, that acting on the ring tendons (4), the concrete mantle! (2) penetrating and external tensionable radial tendons (6, 6 ') are provided and that the radial forces of the pressure body (3) by adjusting the elongation of the radial tendons (6, 6 ') and thus the tensile prestress of the Ring tendons (4) are adjustable and / or that the expansion part that the ring tendons (4) in addition to the expansion already applied by means of the radial tendons (6, 6 ') due to the Radial expansion of the pressure vessel (1) experienced during operation, due to additional mechanical Expansion of the radial tendons (6, 6 ') can be canceled.

2. Berstsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im eingebauten Zustand durch nachträgliche mechanische Erhöhung oder Verminderung der Zugkräfte der Radialspannglieder (6, 6') der vorher vorhandene Spannungszustand des zu schützenden Druckbehälters (1) veränderbar ist.2. Burst device according to claim 1, characterized in that in the installed state by subsequent mechanical increase or decrease of the tensile forces of the radial tendons (6, 6 ') the previously existing stress state of the pressure vessel (1) to be protected can be changed.

3. Berstsicherurg nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe aller durch Montage oder mechanische Dehnung erzeugten Spaltweiten zwischen Druckbehälter (1) und den Ringspanngliedern (4) größer ist als die Radialdehnung des Druckbehälters (1), die er erfährt, wenn er vom kalten Zustand ausgehend auf Betriebstemperatur und Betriebsdruck gebracht wird.3. Burst protection castle according to claim 1 or 2, characterized in that the sum of all by assembly or mechanical expansion produced gap widths between the pressure vessel (1) and the ring tendons (4) is greater than the radial expansion of the pressure vessel (1), which he experiences when he is from cold state is brought to operating temperature and pressure starting from.

4. Berstsicherung nach einem der Ansprüche 1 bis4. Burst device according to one of claims 1 to

3, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialspannglieder (6, 6'), zumindest teilweise, mit Kraftmeßdosen (6h) versehen sind, an denen die Zugkraft der Radialspannglieder (6, 6') die Ringkraft der Ringspannglieder (4, 4') und damit auch die Umfangsspannung des Reaktordruckbehälters (1) ablesbar sind.3, characterized in that the radial tendons (6, 6 ') are at least partially provided with load cells (6h) on which the tensile force of the radial tendons (6, 6') increases the ring force of the ring tendons (4, 4 ') and thus the circumferential stress of the reactor pressure vessel (1) can also be read off.

5. Berstsicherung nach einem der Ansprüche 1 bis5. Burst device according to one of claims 1 to

4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkörper (3) aus stapelbaren Isolierbetonsegmenten bestehen.4, characterized in that the pressure bodies (3) consist of stackable insulating concrete segments.

6. Berstsicherung nach einem der Ansprüche 1 bis6. Burst device according to one of claims 1 to

5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkörper (3) als Isolierbetonsegmente ausgeführt sind, die sowohl eine behälternahe Wärmedämmzone (3a) als auch eine behälterferne Kühlzone (3b) aufweisen, wobei die Kühlzone (3Z>,> von Kühlluftkanälen (3c)durchzogen ist.5, characterized in that the pressure bodies (3) are designed as insulating concrete segments which have both a thermal insulation zone (3a) close to the container and a cooling zone (3b) remote from the container, the cooling zone (3Z>,> being traversed by cooling air ducts (3c).

7. Berstsicherung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkörper (3) mit eingeformten axialen Kühlkanälen (3c), vorzugsweise mehrlagig, versehen sind, die beim Übereinanderstapeln zueinander fluchten.7. Burst device according to claim 6, characterized in that the pressure bodies (3) are provided with molded-in axial cooling channels (3c), preferably multilayered, which are aligned with one another when stacked one on top of the other.

8. Berstsicherung nach einem der Ansprüche 1 bis8. Burst device according to one of claims 1 to

7, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialspannglieder (6, 6') an ihren inneren Enden jeweils mit Querhäuptern (6c) versehen und letztere am Außenumfang der Druckkörper (3j angeordnet sind.7, characterized in that the radial tendons (6, 6 ') are each provided with transverse heads (6c) at their inner ends and the latter are arranged on the outer circumference of the pressure body (3j).

9. Berstsicherung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß vom !nnenumfang des Betonmantels (2), vom Außenumfang der Querhäupte^r (6c) und von den Ringspannglied-Lagen (4) begrenzte Ringkammern (7) mit zur Druckübertragung geeigneten Füllkörpern (8), vorzugsweise mit Isolierbeton-Segmentsteinen, lose ausgefüllt sind, wobei die Segmentsteine als Montagehilfe für die Ringspannglied-Lagen dienen, indem abwechselnd eine Segmentstein- und eine Ringspannglied-Lage übereinander stapelbar sind.9. A burst protection device according to claim 8, characterized in that from the inner circumference of the concrete jacket (2), from the outer circumference of the crossheads ^r (6c) and from the ring tendon layers (4), annular chambers (7) with fillers suitable for pressure transmission (8) , preferably with insulating concrete segment stones, are loosely filled, the segment stones serving as an assembly aid for the ring tendon layers by alternately one segment stone and one ring tendon layer can be stacked on top of one another.

10. Berstsicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptkühlmittelleitungen (5) umgebende und den bewehrten Betonmantel (2) durchdringende Hüllrohre (9) in einen Teilverband (BX, B 2) der Ring- und Radialspannglieder (4', 6') einbezogen sind und hierzu mit einem behälterfernen Hüllrohrflansch (9a) ein Widerlager für das eine Ende der mit ihrem anderen Ende an den Ringspanngliedern (4') des betreffenden Teilverbandes (BX, B2) angreifenden Radialspannglieder (6') bilden, wobei das behälternahe Hüllrohrende (9b) zur Behälterwand (\b) hin einen radialen Überstand Ar über die Querhäupter (6c) aufweist und der sich thermisch dehnende Behälter (1) zunächst das Hüllrohr (9) um Δτ unter Anspannen des Teilverbandes (öl, B2) und somit der Radialverspannung des Behälterstutzenbereiches verschiebt und wobei bei weiterer thermischer Dehnung des Behälters (1) auch die Querhäupter (6c) von den Druckkörpern (3) verlagert und die übrigen Radial- und Ringspannglieder (6, 4) gespannt werden, ohne die Zugkraft in den Radialspannglicdern (6') des Teilverbandes (BX, ß2)zu erhöhen.10. Burst device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the main coolant lines (5) surrounding and the reinforced concrete jacket (2) penetrating ducts (9) in a partial association (BX, B 2) of the ring and radial tendons (4 ' , 6 ') are included and to this end with a container remote Hüllrohrflansch (9a) forms an abutment for the one end with its other end to the ring clamping members (4' form attacking) of the relevant part Association (BX, B2) radial clamping members (6 '), wherein the cladding tube end (9b) close to the container has a radial protrusion Ar over the crossheads (6c ) towards the container wall (\ b) and the thermally expanding container (1) first moves the cladding tube (9) by Δτ while tensioning the partial assembly (oil, B2) and thus the radial tension of the container nozzle area shifts and with further thermal expansion of the container (1) the crossheads (6c) of the pressure hulls (3) and the other radial and ring tendons (6, 4) can be tensioned without increasing the tensile force in the radial tension members (6 ') of the partial bond (BX, ß2).

11. Berstsicherung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hüllrohre (9) durch im Betonmantel (2) eingelassene Mauerringe (10) zentriert und geführt sind.11. Burst device according to claim 10, characterized characterized in that the ducts (9) through wall rings (10) embedded in the concrete casing (2) are centered and guided.