DE2828973A1

DE2828973A1 - Aus einem tragdeckel und einem dichtdeckel bestehende verschlussvorrichtung fuer eine grosse behaelterdurchfuehrung

Info

Publication number: DE2828973A1
Application number: DE19782828973
Authority: DE
Inventors: Paul Dipl Ing Mitterbacher; Josef Dipl Ing Schoening; Hans-Georg Schwiers; Heinz-Dieter Van Der Weyden
Original assignee: Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
Current assignee: Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
Priority date: 1978-07-01
Filing date: 1978-07-01
Publication date: 1980-01-17
Also published as: FR2429887A1; FR2429887B1; DE2828973C2; GB2025567B; GB2025567A

Description

- 3 - 7 7 2 0

HOCHTEMPERATUR-REAKTORBAU GmbH Hansaring 53 - 57 5000 Köln

Aus einem Tragdeckel und einem Dichtdeckel bestehende Verschlußvorrichtung für eine große Behälterdurchführung

Die Erfindung betrifft eine aus einem Tragdeckel und einem Dichtdeckel bestehende Verschlußvorrichtung für eine große Durchführung in einem vorgespannten Spannbetondruckbehälter, die mit einem Liner ausgekleidet ist, wobei die beiden Deckel durch Spannglieder auf dem Spannbetondruckbehälter gehalten werden und der mit einem Flansch versehene Dichtdeckel sich unter Belastung durch Behälterinnendruck gegen den Tragdeckel abstützt.

Aus der Offenlegungsschrift 17 84 369 ist eine Verschlußvorrichtung für eine Einstiegöffnung in der Wand eines Spannbetondrückbehälters bekannt, die zwei übereinander angeordnete Bauteile umfaßt. Das erste Teil besteht aus Spannbeton, und das zweite wird von einer gewölbten Metallplatte gebildet, mit deren Hilfe eine lecksichere Abdichtung der Einstiegöffnung erreicht werden soll. Die beiden Verschlußteile haben keinen direkten Kontakt miteinander, d. h. es wird von dem Spannbetonteil kein Druck (zur Vergrößerung der Dichtwirkung) auf die Metallplatte ausgeübt.

In der Offenlegungschrift 17 84 625 wird ebenfalls ein abnehmbarer Deckel für einen Spannbetondruckbehälter beschrieben, bei

909883/0U3

dem um ein zentrales Verschlußstück Umfangs-Druckstücke angeordnet sind. Diese werden durch Umfangsbandagen radial an das zentrale Verschlußstück angedrückt, wobei zwischen ihnen radiale Zwischenräume verbleiben. Das zentrale Verschlußstück besteht aus mehreren aufeinandergesetzten Scheiben, die durch in Längsrichtung des Behälters angeordnete Spannglieder fest aneinander gepreßt werden.

Eine weitere Verschlußvorrichtung für eine Behälteröffnung ist in der Offenlegungsschrift 25 01 021 dargestellt. Sie ist als Stopfen ausgebildet, und sowohl zwischen dem Stopfen und der Öffnung als auch zwischen dem Stopfen und aus der Behälteröffnung herausführenden Gegenständen, die durch den Stopfen verlegt sind, sind Schweiß1ippendichtungen vorgesehen.

Bekannt ist es ferner, bei einem Druckbehälter, der aus einem Stahlbehälter und einer den Stahlbehälter umgebenden Betonhülle besteht, zum Verschließen des Druckbehälters einen Betondeckel sowie einen unterhalb von diesem angeordneten Stahldeckel vorzunehmen. Eine solche Verschlußvorrichtung ist in der Offenlegungsschrift 22 19 412 beschrieben, üblicherweise ist der Stahldeckel mit dem Betondeckel verbunden und mit diesem gemeinsam abhebbar. Führen nur wenige Durchbrüche (z. B. für Regelstabantriebe) durch die beiden Deckel, so kann auch eine montagemäßige Trennung von Stahldeckel und Betondeckel vorgenommen werden.

Stand der Technik ist ferner eine aus mehreren Verschlußteilen bestehende Verschlußvorrichtung, bei der die Verschlußteile funktionsmäßig voneinander getrennt und als Dichtdeckel und Tragdeckel ausgebildet sind. Die beiden Deckel werden durch

909883/0U3

ORIGINAL INSPECTED

in Längsrichtung des Behälters wirkende Spannglieder gehalten. Die Abdichtung erfolgt einmal durch eine Schweißlippendichtung, die den Spalt zwischen einem an dem Dichtdeckel angebrachten Flansch und einem an dem Liner der Durchführung angesetzten Flansch überbrückt, und zum anderen durch ringförmige Dichtungen, die zwischen den beiden genannten Flanschen angeordnet sind.

Durch die Verwendung von vorgespannten Betondeckeln zum Verschließen großer Durckbehälteröffnungen kann eine gute Berstsicherheit erzielt werden. Als schwierig erweist es sich aber, eine solche Verschlußvorrichtung hinreichend dicht auszugestalten, da an der Berührungsstelle zwischen der Verschlußvorrichtung und dem Druckbehälter nicht vermeidbare Differenzdeformationen auftreten. Diese haben ihre Ursache darin, daß die Verschlußvorrichtung rotationssymmetrisch deformiert und die Druckbehälteröffnung nicht rotationssymmetrisch deformiert wird. ·

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einer Verschlußvorrichtung für große Behälteröffnungen der -eingangs beschriebene Bauart eine bessere Dichtwirkung zu erreichen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Abdichtung der Verschlußvorrichtung eine primäre und eine sekundäre Dichtzone vorgesehen sind, wobei die primäre Dichtzone in an sich bekannter Weise von zwischen dem Flansch des Dichtdeckels und einem an dem Durchführungsliner angesetzten Flansch vorgesehenen ringförmigen Dichtungen gebildet wird und die sekundäre Dichtzone durch das Zusammenwirken einer an dem Tragdeckel angebrachten ringartigen Auflagefläche mit einer

909883/0U3

Stützfläche realisiert ist, die mit einem zweiten, den oberen Teil des Durchführungsliners koaxial umgebenden Liner fest verbunden ist und sich auf dem Umgebungsbeton des Spannbetondruckbehälters abstützt, wobei der zweite Liner an dem freien Ende eines in dem Durchführungsliner eingesetzten Gabelstücks angebracht ist, und daß die Kraftübertragung von dem Tragdeckel auf den Spannbetondruckbehälter im Bereich der sekundären Dichtzone zwischen der ringartigen Auflagefläche und der ringartigen Stützfläche erfolgt.

Bei der erfindungsgemäßen Verschlußvorrichtung wird also eine bessere Dichtwirkung dadurch erzielt, daß die eigentliche (primäre) Dichtzone von dem Bereich der Kraftübertragung von dem Tragdeckel auf den Druckbehälter getrennt ist, d. h. Differenzdeformationen können sich nicht oder nur stark vermindert auf diese Dichtzone auswirken. Die sekundäre Dichtzone, die sich im Bereich der Kraftübertragung befindet (also in dem Bereich, in dem nicht vermeidbare Deformationen auftreten), braucht nur eine Dichtigkeit aufzuweisen, die der Qualität einer Durchflußbegrenzung entspricht.

Die durch die ringartige Auflagefläche und Stützfläche realisierte Durchflußbegrenzung und die primäre Dichtzone geben der Verschlußvorrichtung die notwendige Redundanz. Das zwischen der primären Dichtzone und dem Gabelstück liegende zylinderförmige Teilstück des Durchführungsliners ist wegen der kaum vorhandenen axialen Belastungen nur relativ geringen Beanspruchungen ausgesetzt.

Da zwischen dem Plansch des Dichtdeckels und dem des Durchführungsliners nur die Kräfte zum Zusammenpressen der ringförmigen Dichtungen übertragen werden müssen, können die

909883/0U3

— *7 *.

beiden Flansche und die Schrauben zum Anschrauben des Dichtdeckels auf den Durchführungsliner sehr klein dimensioniert sein. Die Ableitung des Druckes erfolgt in den aus Beton bestehenden Tragdeckel, der wie der Spannbetondruckbehälter ausgelegt ist und die gewünschte Berstsicherheit gewährleistet.

Während der Montage oder Demontage der Verschlußvorrichtung bietet die primäre Dichtzone keine besonderen Schwierigkeiten. Bei der Demontage des schweren Tragdeckels verbleibt der aus Metall bestehende Dichtdeckel zunächst in der Durchführung/ so daß ein dichter Abschluß des Druckbehälters gewährleistet ist.

Das in dem Durchführungsliner eingesetzte Gabelstück ist vorteilhafterweise am Ende eines Spaltes angeordnet, der sich zwischen dem Durchführungsliner und dem Umgebungsbeton des Spannbetondruckbehälters befindet, wobei die Länge des Spaltes so bemessen ist, daß sich Deformationen in dem Beton an der primären Dichtzone nicht mehr oder nur in sehr geringem Umfang auswirken. Sie können also nicht auf die primäre Dichtzone Einfluß nehmen.

Es ist zweckmäßig, den Raum zwischen den einzelnen Dichtungen in der primären Dichtzone auf Leckage zu überwachen und zu diesem Zweck Kontrolleitungen in dem betreffenden Bereich anzuordnen. Der genannte Raum kann auch über eine Leitung mit Sperrgas beaufschlagt werden, wobei diese Maßnahme zusätzlich zu oder neben der Leckagekontrolle getroffen werden kann. Dient der Spannbetondruckbehälter zur Aufnahme eines heliumgekühlten Kernreaktors, so wird als Sperrgas vorzugsweise reines Helium verwendet.

Um Umfang des Dichtdeckelflansches kann vorteilhafterweise

909883/0U3

eine Schweißlippendichtung angebracht sein, die mit dem Flansch des Durchführungsliners verschweißt ist.

Das Dichtungskonzept der erfindungsgemäßen Verschlußvorrichtung ist ohne Einschränkungen mit kleineren Durchdringungen in den beiden Verschlußteilen verträglich; d. h. es können eine oder mehrere kleinere öffnungen in der Verschlußvorrichtung vorgesehen sein.

Es ist vorteilhaft, die sekundäre Dichtzone derart auszubilden, daß bei Versagen der primären Dichtzone ein Durchflußquerschnitt bestimmter Größe in der sekundären Dichtzone freigegeben wird.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Verschlußvorrichtung gemäß der Erfindung schematisch dargestellt. Es handelt sich in beiden Fällen um den Abschluß einer Drückbehälterdurchführung, in der ein Gebläse für einen Dampferzeuger installiert sein kann. Dieser ist Teil einer Kernreaktoranlage. Die Figuren zeigen:

Fig. 1 eine erste Verschlußvorrichtung im Vertikalschnitt,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus einer zweiten Verschlußvorrichtung gemäß der Erfindung.

Die Fig. 1 läßt eine aus einem Tragdeckel 2 und einem Dichtdeckel 3 bestehende Verschlußvorrichtung 1 für eine in einem Spannbetondruckbehälter 5 befindliche Durchführung 4 erkennen. Die Durchführung 4 ist mit einem metallischen Liner 6 ausge-

909883/0U3

kleidet, der an seinem oberen Ende einen Flansch 7 aufweist. Innerhalb des Spannbetondruckbehälters 5 ist ein (nicht dargestellter) Kernreaktor installiert. Ein Gebläse 8 für einen Dampferzeuger ist in der Durchführung 4 untergebracht. Durch den Spannbetondruckbehälter 5 sind vertikale Spannglieder 9 geführt, die über Kupplungsstücke (nicht dargestellt) mit weiteren Spanngliederabschnitten 9a verbunden sind. Letztere sind - wie auch die Kupplungsstücke - in dem aus Beton bestehenden Tragdeckel 2 angeordnet. Dieser hat die Form eines kurzen Zylinders und ist an seiner Mantelfläche sowie an seiner unteren Stirnfläche von einer metallischen Umhüllung 10 umgeben.

Der aus Metall bestehende Dichtdeckel 3 weist an seinem Umfang einen Flansch 11 auf, der dem Flansch 7 des Liners 6 aufliegt und in seiner diesem zugewandten Stirnseite mehrere ringförmige Nuten besitzt, in denen ringförmige Dichtungen 12 angeordnet sind. Zur Erzielung der notwendigen Dichtwirkung werden der Flansch 11 und der Flansch 7 durch Zylinderschrauben 13 aneinandergepreßt. Dieser Bereich stellt die primäre Dichtzone 14 dar. Sie befindet sich am oberen Ende eines Spaltes 15, der sich über eine bestimmte "Abklinglänge" zwischen dem Liner 6 der Durchführung 4 und dem Umgebungsbeton des Spannbetondruckbehälters 5 nach unten erstreckt, um den Linerabschluß von Beanspruchungen infolge des Kriechens des Umgebungsbetons freizuhalten.

Am unteren Ende des Spaltes 25 ist ein in dem Liner. 6 eingesetztes Gabelstück 16 vorgesehen, an dessen freiem Ende 17 ein zweiter Liner 18 angebracht ist, der den oberen Teil des. Liners 6 koaxial umgibt. Mit dem Liner 18 fest verbunden ist eine ringartige Stützfläche 19, die sich auf dem Umgebungs-

909883/0U3

- ίο -

beton des Spannbetondruckbehälters 5 abstützt. Die ringartige Stützfläche 19 wirkt zusammen mit einer an der metallischen Umhüllung 10 des Tragdeckels 3 angebrachten ringartigen Auflagefläche 20; d. h. in diesem Bereich erfolgt die Kraftübertragung von dem Tragdeckel 2 auf den Spannbetondruckbehälter

Stützfläche 19 und Auflagefläche 20 bilden zusammen die sekundäre Dichtzone 21, die nur die Qualität einer Durchflußbegrenzung zu haben braucht. Der Bereich, in dem Differenzdeformationen auftreten, hat somit nur relativ geringen Dichtigkeitsanforderungen standzuhalten. Die primäre Dichtzone hingegen, an die höchste Anforderungen gestellt werden, bleibt von Differenzdeformationen unbeeinflußt, da sie von dem Bereich der Kraftübertragung bzw. von der Ausgleichszone für die Differenzdeformationen getrennt ist. Das Verbindungsteil zwischen dem Liner 6 und dem Liner 18, das Gabelstück 16, ist so weit innerhalb der Durchführung 4 angeordnet, daß es von den Differenzdeformationen nicht mehr beeinflußt wird.

In der Verschlußvorrichtung 1 ist eine kleinere Durchdringung 22 vorgesehen, in der ein Anschirmstopfen angeordnet sein kann. Sie ist mit einer metallischen Auskleidung 23 versehen, die sich oben und unten flanschartig erweitert. Auf diesen flanschartigen Erweiterungen 24 sind mittels Dehnschrauben gehaltene Deckel 25 befestigt, wobei durch ringförmige Dichtungen 26 für die nötige Abdichtung gesorgt ist. Der untere der beiden Deckel 25 ist schwenkbar ausgebildet.

Die Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus einer anderen Verschlußvorrichtung 30 gemäß der Erfindung, und zwar ist hier nur der Bereich der primären Dichtzone dargestellt. Soweit die einzelnen Bauteile mit denen der Fig. 1 übereinstimmen, werden hier die gleichen Bezugsζiffern verwendet.

909883/0143

Die primäre Dichtzone 31 wird von dem Flansch 7 des Durchführungsliners 6, dem Plansch 11 des Dichtdeckels 3 und zwischen den beiden Flanschen angeordneten ringförmigen Dichtungen 12 gebildet, die in ringförmigen Nuten 32 des Flansches 11 eingelegt sind. Durch eine Anzahl Zylinderschrauben 33 werden die beiden Flansche 7 und 11 aufeinandergepreßt. Zwischen dem Dichtdeckel 3 und dem Tragdeckel 2 können Ausgleichsbleche 34 vorgesehen sein.

Eine weitere Abdichtung der Verschlußvorrichtung 30 wird mit Hilfe einer Schweißlippendichtung 35 erreicht, die sowohl mit dem Flansch 11 des Dichtdeckels 3 als auch mit dem Flansch des Durchführungsliners 6 verschweißt ist. Zur Überwachung des Raumes zwischen den ringförmigen Dichtungen 12 auf Leckage ist eine Kontroileitung 36 vorgesehen, über eine weitere· Leitung wird der Raum zwischen der äußeren ringförmigen Dichtung und der Schweißlippendichtung 35 mit reinem Helium als Sperrgas beaufschlagt.

909883/0143

Claims

7 7 2 0

Patentansprüche

f 1.!Aus einem Tragdeckel und einem Dichtdeckel bestehende Verschlußvorrichtung für eine große Durchführung in einem vorgespannten Spannbetondruckbehälter, die mit einem Liner ausgekleidet ist, wobei die beiden Deckel durch Spannglieder auf dem Spannbetondruckbehälter gehalten werden und der mit einem Flansch versehene Dichtdeckel sich unter Belastung durch Behälterinnendruck gegen den Tragdeckel abstützt, dadurch gekennzeichnet , daß zur Abdichtung der Verschlußvorrichtung (1;30) eine primäre (14;31) und eine sekundäre Dichtzone (21) vorgesehen sind, wobei die primäre Dichtzone (14;31) in an sich bekannter Weise von zwischen dem Flansch (11) des Dichtdeckels (3) und einem an dem Durchführungsliner (6) angesetzten Flansch (7) vorgesehenen ringförmigen Dichtungen (12) gebildet wird und die sekundäre Dichtzone (21) durch das Zusammenwirken einer an dem Tragdeckel (2) angebrachten ringartigen Auflagefläche (20) mit einer ringartigen Stützfläche (19) realisiert ist, die mit einem.zweiten, den oberen Teil des Durchführungsliners (6) koaxial umgebenden Liner (18) fest verbunden ist und sich auf dem Umgebungsbeton des Spannbetondruckbehälters (5) abstützt, wobei der zweite Liner (18) an dem freien Ende (17) eines im dem Durchführungsliner (6) eingesetzten Gabelstücks (16) angebracht ist, und daß die Kraftübertragung von dem Tragdeckel (2) auf den Spannbetondruckbehälter (5) im Bereich der sekundären Dichtzone (21) zwischen der ringartigen Auflagefläche (20) und der ringartigen Stützfläche (19) erfolgt.

90 9 8 83/0U3 ORIGINAL INSPECTED
2. Verschlußvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gabelstück (16) am Ende eines Spaltes (15) zwischen dem Durchführungsliner (6) und dem Umgebungsbeton des Spannbetondurckbehälters (5) angeordnet ist, dessen Länge so bemessen ist, daß sich Deformationen in dem Beton an der primären Dichtzone (14 ; 31) nicht mehr oder nur in sehr geringem Umfang auswirken.
3. Verschlußvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen den einzelnen Dichtungen (12) in der primären Dichtzone (31) über Kontrollleitungen (36) auf Leckage überwacht wird.
4. Verschlußvorrichtung nach Anspruch 1,2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen den einzelnen Dichtungen (12) in der primären Dichtzone (31) über eine Leistung (37) mit Sperrgas, vorzugsweise mit reinem Helium, beaufschlagt wird.
5. Verschlußvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des Dichtdeckelflansches (11) eine Schweißlippendichtung (35) angebracht ist, die mit dem Flansch (7) des Durchführungsliners (6) verschweißt ist.
6. Verschlußvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verschlußvorrichtung (1) mindestens eine kleinere Durchdringung (22) vorgesehen ist.
7. Verschlußvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäre Dichtzone (21) derart ausgebildet ist, daß bei Versagen der primären Dichtzone (14; 31) ein Duch^iflußquerschnitt bestimmter Größe in der sekundären Dichtzone (21) freigegeben wird.

909883/0U3

ORIGINAL INSPECTED