DE2752045A1 - Reaktordruckbehaelter-unterstuetzung - Google Patents
Reaktordruckbehaelter-unterstuetzungInfo
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Description
P A T ii N T Λ N H JS L i) Ij N ti
Anmelder: I1HiJ UAliCOÜK & WILGÜX COMP Al«
JbI iiast 42nd Street, New JTork, N.Y. 10017 -UBA-
i'itel: He akt ο rdruckl)ehälter-Unt er Stützung
Kernreaktordruckbehälter müssen durch Konstruktionen unterstützt
werden, die in angemessener Weise die Behälterbewegung
hemmen und die statischen, dynamischen sowie thermischen
Lasten aufnehmen können, welche während der normalen Betriebsbedingungen vorkommen, und zwar zusätzlich
zu der ungünstigsten Lastkombination, die bei angenommenen uniällen und Erdbeben vorkommen kann.
Ausbildung der Unterstützungskonstruktion steht natürlich in Wechselbeziehung zu verschiedenen reaktortechnischen
Gesichtspunkten, einschließlich der Größe und des Bestimmungszwecks des Reaktors, z. B. für einen Schiffsantrieb oder
für die Stromerzeugung. Es sind bereits eine Anzahl Unterstützungskonstruktionen
bekannt.
liine primäre vertikale Unterstützung ist dadurch erreicht
worden, daß zylindrische oder kegelstumpfförmige Tragmäntel
verwendet werden, die an dem unteren Boden des Reaktorbehälters befestigt oder angeformt werden. Die Tragmantelkonstruktion
erlaubt auch eine auf Temperatur und Druck
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zurückzuführende radiale Dehnung des Behälters dadurch, daß sich der Tragmantel in der Weise eines vertikalen
Trägers auf einem Fundament biegt. Die Länge des Tragmantels wird so gewählt, daß dieses Biegen in einer sicheren Weise
möglich ist. Wenn der zur Verfügung stehende Kaum keine genügende Tragmantel-Biegelänge erlaubt, kann eine Konstruktion
verwendet werden, die aus einem teilweise in Längsrichtung gespaltenen Tragmantel besteht. Der gespaltene
Teil wirkt als eine Vielzahl von Kragarmen, während der nicht gespaltene Teil sich unter der Einwirkung der durch
den Kragteil übertragenen Momente und Kräfte wie ein Zylinder verhält. Die Tragmäntel ruhen auf Sohlplatten, Sockeln
oder dergleichen.
Radial verlaufende Konsolen, die am Umfang um den Reaktorbehälter
herum mit Abstand angeordnet sind, oder Ringe, die an dessen Aussenfläche befestigt werden und sich auf den
horizontalen Flächen einer umschließenden Reaktorsicherheitsbehälter-Konstruktion
abstützen, sind bereits verwandt worden, um eine primäre vertikale Unterstützung zu erzielen.
Die radialen Konsolen und Ringe haben dabei zusätzlich radiale Wärmedehnungsverschiebungen durch Mittel aufgenommen,
die das Bestehen eines Gleitkontakts zwischen dem Reaktorbehälter und dem Sicherheitsbehälter erlauben. Der
Reaktorbehälter-Tragflansch ist auch als Unterstützunge benutzt worden, die auf Teilen der Sicherheitsbehälterkonstruktion
ruht.
Es sind weiterhin Reaktorbehälter konstruiert worden, welche die Hauptkühlmittelstutzen verwenden, um die Unterstützungsfunktion wahrzunehmen. In diesen Fällen können die Stutzen
so angeordnet werden, daß sie Lasten auf die Wände eines umgebenden Sicherheitsbehälterschachts übertragen. In
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typischer Weise werden auf der Unterseite der Stutzen ausgebildete Klötze auf Schleißplatten abgestützt, die auf den
Sicherheitsbehälter-Schachtwänden angeordnet sind. Führungskanäle und Schmiermittel können dabei zur Verwendung kommen,
um die Radialbewegung zu erleichtern. Wenn die Sicherheitsbehälter-Schachtwände aus Beton bestehen, dann können Kühlmittel zwischen den Schleißplatten und Wänden erforderlich
werden, um zu gewährleisten, daß die Wände nicht der hohen Temperatur des durch die Stutzen fließenden Kühlmittels
ausgesetzt sind. Alternativ sind vertikale Stützen zwischen den Stutzen und einem Tragsockel innerhalb der Sicherheitsbehälterkonstruktion angeordnet worden. Bei dieser Anordnung
sind die Stützen so ausgebildet, daß sie relative Verschiebungen zwischen dem Druckbehälter und der Sicherheitsbehälterkonstruktion durch Biegen aufnehmen, wodurch relative
§leitbewegungen nicht erforderlich sind und die Stützen sicher an dem Reaktorbehälter befestigt werden können.
Die Unterstützung von Reaktorbehältern an den Stutzen macht es erforderlich, daß die Stutzenkonstruktion eine ausreichende Festigkeit aufweist, um die Primärlasten aufzunehmen,
üa die Stutzendimensionierung im allgemeinen von den Verfahrensbedingungen abhängt und von der Reaktorleistung,
erfordert die Benutzung der Stutzen für die primäre Unterstützung eine sonst nicht notwendige Stutzenverstärkung,
-versteifung und dergleichen. Die Versteifung der Stutzen in dem Maße, das notwendig ist, um Berechnungslasten aufzunehmen, kann so aufwendig sein, daß sie sich verbietet,
oder sie kann aus anderen Gründen nicht durchführbar sein, besonders bei solchen Reaktoreinsätzen wie für Schiffsantrieb.
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Die Verwendung von Tragkonsolen ist im allgemeinen nicht
für einen Einsatz auf Schiffen geeignet, wenn hohe horizontale und vertikale Belastungen sowie Stampf- und Uollbewegungen
vorkommen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Unterstützungskonstruktion zu schaffen, die keine Versteifung der Stutzen
oder Tragkonsolen erforderlich macht und eine ungeschrünkte radiale Wärmedehnung erlaubt, ohne daß Gleitmittel, geschmierte
Führungskanäle und eine gekühlte Unterstützungskonstruktion erforderlich sind.
Diese Aufgabe wird durch die Maßnahmen des Hauptanspruohes
gelöst.
Die Erfindung weist den Vorteil einer verbesserten Anordnung für die Unterstützung des Keaktorbehälters auf. Laschen-
und Zapfenunterstützungen hemmen dabei die Vertikal-, Seiten- und Rotationsbewegung des Reaktorbehälters, ohne daß eine
radiale Wärmedehnung und -schrumpfung beschränkt wird. Die Stutζanordnung erlaubt eine vertikale Wärmedehnung am unteren
Ende des Heaktors.
Die Anordnung umfaßt eine Anzahl von Laschen und Zapfen, die wechselseitig mit Ansätzen verbunden sind, welche sowohl
an dem Heaktorbehälter befestigt werden als auch an einer
äußeren Unterstützung. Die primären Vertikallasten werden von den Laschen und Zapfen aufgenommen. Die Laschen tragen
die seitliche Komponente der verschiedenen Seitenlasten in paralleler iiichtung zu den Achsen der zu den Laschen gehörenden
Zapfen.
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In anderen Ausführungsformen ergänzt eine aus Vorsprung
und Hülse bestehende Anordnung die Laschen - und Zapfenunterstützungen,
indem sie dabei hilft, die vertikale Ausrichtung des Behälters aufrechtzuerhalten, und indem sie
eine zusätzliche seitliche Unterstützung bietet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird iin folgenden näher beschrieben. Es
zeigt:
Fig. 1 ein Aufriß eines Iteaktordruckbehälters, der erfindungsgemäß
gestützt wird,
Fig. 2 ein Teilaufriß des unteren Druckbehälterabschnitts in einer alternativen Anordnung.
Figur 1 zeigt einen Kernreaktor-Druckbehälter 10, der mit seiner Längsachse 11 in einer vertikalen Ebene angeordnet
ist und einen im allgemeinen zylindrischen Mantel 13
umfaßt, der in der erläuterten Ausführungsform an seinem unteren Ende durch einen angeformten, kugelförmig gewölbten
EndVerschluß 12 geschlossen ist. Das obere Ende des zylindrischen
Mantels 13 wird an einen dickeren, zylindrischen Mantelschuß ih angeschlossen. Der Mantelschuß 14 ist mit
einem Hauptbehälterflansch 15 im allgemeinen an seinem
oberen Ende versehen. Ein ausbaubarer Deckel 17 ist am oberen Ende des Druckbehälters 10 vorgesehen. Der Deckel 17
ist ein kugelförmig gewölbter Boden, der an einen Ringflansch 16 geschweißt ist. Der Ringflansch 16 des geflanschten
Deckels 17 paßt zu dem Hauptbehälterflansch 15 und wird an diesem druckdicht durch eine Anzahl nicht dargestellter
Bolzen befestigt·
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Heaktor-Kühlmittelstutzen 20, 21, von denen der besseren
Übersicht wegen nur zwei dargestellt sind, sind in dem Mantelschuß 14 ausgebildet, um eine strömungstechnische
Verbindung zwischen dem Inneren des lteaktors und einem Reaktorkühlmittelsystem
(nicht dargestellt) herzustellen. Der zylindrische Mantelschuß Ik ist im allgemeinen dicker ausgebildet
als der zylindrische Mantel 13» um einen eigenen Ausgleich für die Stutzenöffnungen zu bilden. Radial vorstehende
Ansätze 22, die an dan Mantelschuß Ik geschweißt werden, sind um den Umfang des Mantelschusses herum auf
Abstand angeordnet. Zapfen 23 verbinden die Ansätze 22 durch Laschen 2k. Bei Raumtemperatur verlaufen die Laschen 2k
im allgemeinen parallel zur Längsachse des Druckbehälters. Die entgegengesetzten Enden der Laschen 2k werden durch
ähnliche Zapfen 25 mit einer Grundplatte 26 verbunden, die sicher an einem Fundament 27 durch Schrauben und Muttern,
Schweißen oder ähnliche Mittel befestigt ist.
Eine Anzahl radialer Konsolen wird an den zylindrischen
Mantel 13 mit Abstand am Umfang desselben in einer anderen
Ausführungsform der Erfindung geschweißt. Jede Konsole 31
erstreckt sich dabei längs und radial in ein U-Stück 32, das von einem Fundament J>k getragen wird. Ein Längsspiel
besteht zwischen der Unterkante der Konsole 31 und der gegenüberliegenden Fläche des U-Stücks 32.
Der hierin zur Verwendung kommende Ausdruck "Seitenlasten" bedeutet, falls er nicht sonstwie eingeschränkt wird,
Lasten, die senkrecht zur Längsachse 11 des Druckbehälters 10 übertragen werden. Vertikale Lasten sind diejenigen
Lasten, die parallel zur Längsachse 11 übertragen werden.
Eine Wärmedehnung und -schrumpfung des Druckbehälters tritt bei Temperaturänderungen ein, die sich aus Änderungen der
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Betriebsbedingungen des Reaktors ergeben. Radiale Bewegungen, die auf Wärmedehnung und -schrumpfung zurückzuführen sind, werden durch die Schwenkbewegung der Laschen
24 um die Zapfen 25 herum aufgenommen. Die vertikale Bewegung dagegen, die auf Wärmeänderungen zurückzuführen ist,
wird am unteren Ende des Behälters nicht behindert. Der Behälter ist frei, um sich radial und in Längsrichtung im
Bereich der radialen Konsolen 31 zu dehnen und zusammenzuziehen, und zwar auf Grund des U-StUcks 32 und des Spiels
33.
Alternativ wird gemäß der Darstellung in Figur 2 ein in Längsrichtung verlaufender Vorsprung 42 fest an das untere
Ende eines kugelförmig gewölbten unteren Endverschlusses 41 angeschlossen. Der Vorsprung 42 erstreckt sich in eine
Büchse 43, die an einem Fundament 44 befestigt ist.
Die primäre vertikale Unterstützung des Behälters erfolgt durch die Laschen und Zapfen. Vertikale Lasten, die auf
die gehemmte translatorische Bewegung des Behälters zurückzuführen sind, werden durch die Ansätze, Laschen und Zapfen
übertragen. Seitenlasten, die auf die gehemmte translatorische Bewegung des Behälters zurückzuführen sind, werden durch
die Ansätze und Laschen in parallelen Richtungen zum Zapfen an jeder Unterstützung übertragen.
Die Zapfen- und Laschen-Gelenkunterstützung kann durch die Anordnung von radialen Konsolen und U-StUcken oder Vorsprüngen und Hülsen ergänzt werden, die eine zusätzliche
seitliche Unterstützung am zylindrischen Mantel 13 ergeben. Diese Anordnungen gewährleisten, daß die axiale Ausrichtung
des Behälters erhalten bleibt.
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Leerse ite
Claims (2)
1. Ueaktordruckbehälter-Unterstützung für einen im allgemeinen zylindrischen Kernreaktor-Druckbehälter, der
eine Längsachse mit einer Anzahl radial vorstehender Ansätze aufweist, die an dem Druckbehälter um dessen
Umfang mit Abstand befestigt sind und einem Tragfundament mit einer Anzahl Grundplatten, die an dem Fundament befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur vertikalen und seitlichen Unterstützung des Druckbehälters von dem Fundament aus vorgesehen sind, einschließlich einer Anzahl Laschen {2k)
und einer Anzahl Zapfen (23, 25), die so angeordnet sind, daß einer der Zapfen (23) ein Ende von wenigstens
einer der Laschen (2k) mit wenigstens einem der Ansätze (22) verbindet und ein anderer Zapfen (25) die Lasche (2k)
an ihrem anderen Ende mit wenigstens einer der Grundplatten (26) verbindet.
2. Ueaktordurckbehälter-UnterstUtzung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl radial verlaufender Konsolen an dem Druckbehälter befestigt und auf dessen Umfang mit Abstand angeordnet
sind, sowie eine Anzahl U-Stücke, wobei jede der Konsolen so angeordnet ist, daß sie längs und radial in
ein U-Stück hinein verläuft, und die vertikale Dehnung und Schrumpfung des Druckbehälters erlaubt, wobei die
Längslage des Druckbehälters beibehalten und eine zusätzliche seitliche Unterstützung erfolgt.
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ORIGINAL INSPECTED
Anw,,-ntcLu : ir/. 13L>
Ueaktordruckbehul ter-Lnters tiitzung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet , daß ein in
Lungsrichtung verlaufenden Vorsprung angeordnet ist,
der an dem unteren Uoden des Druckbehältern uetest igt
ist, sowie eine nülse, wobei der Vorsprung sich teilweise in die Hülse hinein erstreckt, die im al Lgei-te inen
konzentrisch um den Vorsprung heruin angeordnet ist,
und eine vertikaLe Dehnung und Lichruiaplung des Druekbehälters
erlaubt, wobei die Lüngsausrichtung beibehalten
und eine zusätzliche seitliehe Unteis tützung eri'olgt.
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