DE2542807C3

DE2542807C3 - Berstschutz-Anordnung für Rohrleitungen, insbesondere für Primärkühlmittel führende Rohrleitungen von Kernreaktoren

Info

Publication number: DE2542807C3
Application number: DE2542807A
Authority: DE
Inventors: Franz 8520 Erlangen Maritsch
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1975-09-25
Filing date: 1975-09-25
Publication date: 1979-02-22
Also published as: JPS5240825A; US4144125A; DE2542807A1; DE2542807B2; SE7609656L

Description

bei den vorerwähnten bekannten Berstschutz-Anordnungen beim Auftreten von Rund- und Längsrissen d<r- Rohrleitung gegeben ist, welche die gesamte Rohroberfläche umfaßt und bei der trotzdem eine praktisch lüü%igeZugänglichkeitzu allen Stellen der Rohroberfläche für Wiederholungsprüfungen erhalten werden kann. Gegenstand der Erfindung ist eine Berstschutz-Anordnung für Rohrleitungen der im Oberbegriff des Anspruches 1 gekennzeichneten Art, bei der die gestellte Aufgabe jrfip.dungsgemi-B dadurch gelöst w^:rd. daß

a) für das Rohrstück, wie an sich bekannt, ungeteilte, rohraxial aneinanderreihbare und auf das Rohrstück aufschiebbare Ringe vorgesehen sind, die jeweils innerhalb einer Cberlappungszone ihrer aneinandergrenzenden Stirnbereiche mit umlaufenden Vorsprüngen und dazu komplementären Rücksprüngen versehen, sich mit ihren Vorsprüngen über- bzw. untergreifen, daß

b) diese ungeteilten Ringe mit mindestens einem der als Füllring dienenden geteilten Ringe den das Rohrstück überdeckenden geschlossenen Ringverbdnd ergeben, daß

c) der Füllring zwecks radialer Einfügbarkeit als übergreifender Ring ausgebildet ist und daß

d) die Haltemittel von einem die Füllringteile im eingefügten Zustand in ihrer Lage absichernden AbsTchlußring gebildet sind, welcher auf dem Ringverband einschließlich Füllring axial verschiebbar und mit Passung auf dem Außenumfang des Füllringes sitzend gelagert ist.

Wie erwähnt, ist es an sich bekannt, ungeteilte, rohraxial aneinanderreihbare und auf das Rohrstück aulschiebbare Ringe vorzusehen, die, jeweils innerhalb einer Überlappungszone ihrer aneinandergren-/enden Stirnbereiche mit umlaufenden Vorsprüngen und dazu kompiemantären Rücksprüngen versehen, sich mit ihren Vorsprüngen über- bzw. untergreifen, und zwar durch die DE-PS 715330. Hierbei handelt es sich um ein Druckgefäß mit Liner, wobei nicht vorgesehen ist, daß die die äußere Stützkonstruktion des Liners bildende ungeteilte Ringe zwecks Inspektion des Liners verschoben oder abgenommen werden können.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß durch die ineinandergreifenden Stufen an den Stirnseiten der Ringe und die lückenlose Aneinanderreihung zwischen den Rohrenden sich ein fast dichtes zweites Rohr ergibt, das im Berstlalle auch ein Versetzen der Rohrenden verhindert und nur sehr kleine Ausströmungen erlaubt. Der Ahschlußringläßt sich axial verschieben, wodurch der geteilte Ring freigelegt wild. Die Ringsegmente des geteilten Ringes können abgenommen werden, so daß eine Lücke freigelegt wird. Durch entsprechendes Verschieben der Berstsicherungsringe läßt sich nunmehr die gesamte äußere Rohroberfläche sukzessive für Inspektionen u. dgl. freilegen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Vor- und Rücksprünge in an sich bekannter Weise stufenförmig abgesetzt sind und mit zylindrischen und radialen Paßflächen wechselseitig aneinanderliegen. Eine solche Vor- und Rücksprung-Form gewährleistet eine gute Herstellbarkeit, eine leichte Montage und auch eine gewisse axiale Wärmedehnung während des Betriebes. Zweckmäßigerweise macht die Stufentiefe der Vor- und Rückspriinge etwa die halbe Ringwandstärke aus, so daß die Ringe alle die gleiche Festigkeit aufweisen. Der Füllring ist vorzugsweise unter Bildung zweier Füllnnghälften axial geteilt.

Will man im Eingriffsbereich der aneinandergrenzenden Ringe eine definierte Verspannung im Betrieb j erreichen, so kann es zweckmäßig sein, wenn die Ringe mit konisch sich verjüngenden Vorsprüngen und dazu komplementären Rücksprüngen versehen sind und die einander benachbarten Ringe jeweils über die am Außen- bzw. Innenumfang ihrer Ünerlappungszone sitzenden Konusflächen ineinandergreifen.

Die Erfindung läßt sich auch zum Berstschutz von zylindrischen Druckgefäßen anwenden, z.B. für den Druckhalter und den Dampferzeuger.

π Im folgenden werden anhand der Zeichnung zwei Ausfühmngsbeispiele der Erfindung näher beschrieben und die Wirkungsweise erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in einem Axialschnitt eine Ausführung der erfindungsgemäßen Berstschutz-Anordnung für eine

j(i Rohrleitung, in diesem Falle eine Hauptkühlmittelleitung, die an ein nicht dargestelltes Reaktordruckgefäß (linke Hälfte der Figur) zu einen, gleichfalls nicht dargestellten, Dampferzeuger (rechte Hälfte der Figur) angeschlossen ist,

_>■; Fig. 2 den Schnitt gemäß Schnittlinie H-II aus Fig. 1 und

Fig. 3 im Ausschnitt den Eingriflsbereich zweier aneinandergrenzender Ringe mit konischen Paßflächen.

in Fig. 4. 4a und 4b /eigen noch in sehematischer Darstellung die Anwendung der Berstschutz-Anordnung auf einen Dampferzeuger:

Fig. 4 in einem Längsschnitt schematisch die Umrisse des Dampferzeugers mit der Primär- und Sekun-

j-) därleitung und einem Berstschutzmantel nach der Erfindung,

Fig. 4a perspektivisch einen geteilten Fullring für den Bereich der Primürleitimg des Dampferzeugers und

κι Fig. 4b gleichfalls perspektivisch einen geteilten Fullring für den Bereich der Frischdampfieitung des Dampferzeugers.

Die Berstschutz-Anordnung nach Fig. 1 ist für die Rohrleitung 1 eines Kernkraftwerkes vorgesehen.

4-, welche Primärkühlmittel von der Reaktorseite R zur Dampferzeugerseite D hin und zurück zu transportieren hat. Da es sich im vorliegenden Fall um eine geteilte Rohrleitung 1 mit oberer Leitungshälfte 1.1 und unterer Leitungshälfte 1.2 handelt, welche durch eine

■in horizontale Wand 1.3 voneinander getrennt sind (vgl. Fig. 2), so ist der untere Leitungsteil 1.2 die Hinleitung, welche vom Reaktor das aufgeheizte Primärkühlmittel, insbesondere Wasser, zum Dampferzeuger transportiert, und der obere Leitungstei) 1.1 die

,5 Rückleitung, welche das rm Dampferzeuger abgekühlte Primärkühlmittel wieder zurück zum Reaktor leitet. Die Förderung des Primärkühlmittels geschieht mittels nicht dargestellter Hauptkühlmittelpumpen, die mit dem Dampferzeuger DE (vgl. Fig. 4) baulich

_b0 vereinigt sein können. Das zu schützende Rohrstück 1 ist im eingebauten Zustand durch axiale Anschläge bildende, über seinen Außendurchmesser d_R überstehende Vorsprünge 2 und 3 seiner Enden begrenzt bzw. definiert. Der Anschlag 2 wird durch eine koni-

_h5 sehe Roh-erweiterung gebildet, der Anschlag 3 is! aus Fig. 1 nicht ersichtlich, jedoch uus Fig. 4. wo er durch einen Berstschutzring des Dampferzeugers UE gebildet ist.

ErfindungSL'cmäß ergeben für das Kolirstück 1 rohraxiu! aiieiuauderreihhare und auf das Rührstück 1 aiifschiebbare Ringe 4 sowie mindestens ein geteilter Füllring 5 mit Ringteilen 5.1 und 5.2 einen das Rohrstück 1 überdenkende'··, geschlossenen Ringverhand 6. Hierzu sind die Ringe 4 jeweils innerhalb einer Über iappuüg'.zoii'j .·. ihrer :i::einandergrenzeiidcn oiiinbe- ;xichc mit umlaufenden Vorsprüngen 4.1 und dazu komplementären Rücksprüngen 4.2 versehen. Die Ringe unter- bzw. übergreifen einander mit ihren Vorsprüngen 4.1, vgl. insbesondere Fig. 1. Der Fullring S ist zwecks radialer Einfügliarkeit aN übergreifender Ring mit entsprechenden Voisprüngen 5.3 ausgebildet, d.h. die Vorsprünge 4.1 der benachbarten Ringe 4 untergreifen die Vorsprünge 5.3. Die Füllringtcile 5.1, 5.2 sind nun in ihrer eingefügten Lage durch einen Abschlußring 7 absicherbar, weicher auf dem Ringverband 6 einschließlich Füllring 5 axial verschiebbar und mit Passung auf dem Außenumfang des Füllringes 5 sitzend gelagert ist.

Wie es insbesondere Fig. 1 zeigt, sind die Ringe 4, 5 mit stufenförmig abgesetzten Vorsprüngen und dazu komplementären Rücksprüngen versehen, wobei die Vorsprünge 4.1, 5.3 zum wechselseitigen Ineinandergreifen einander benachbarter Ringe zylindrische Paßflächen 4.3 und radiale Paßflächen 4.4 aufweisen. Wie ersichtlich, macht die Stufentiefe der Vor- und Riicksprünge 4.1, 4.2 etwa die halbe Ringwandstärke r aus. Der Füllring 5 ist bevorzugt zweifach axial geteilt (Fig. 2, axiale Teilfuge 5.4). Mit 8 sind in Fig. 1 noch Meßleitungsstutzen bezeichnet, mit 9 eine Schweißnaht in Fig. 2, mittels welcher die Zwischenwand 1.3 innerhalb des Rohres 1 an der Innenrohrwandungbefestigt ist. Es ist aus Fig. 1 und Fig. 4 ersichtlich, daß der jeweils erste bzw. letzte Ring 4 des Ringverbandes, der an den axialen Anschlag 2, 3 angrenzt, mit seiner Anschlagfläche formschlüssig am axialen Anschlag 2, 3 anliegend ausgebildet ist, d.h. der an der Anschlagfläche 2.1 der konischen Rohrerweiterung 2 anliegende Ring 4 weist eine entsprechend konisch geformte, satt anliegende Geeenfläche 4.5 auf. Gemäß Fig. 4 -inu Ji-j Ansehlagflä ehe 3 und die nicht naher bezeichne¹'.: Gegenfläcln des ._ nds'.-itigen Ringes 4 plane Ringflächen. Duiei das formschlüssige Anliegen der endseitifjen Ringe <■

■ί an den Anschlagllächen können die Ringe 4 axia spielfrei eingebaut werden.

ί ig 3 zeigt eine abgewandelte Atisfiihruiigslorm bei welcher Ringe 4' mit konisch s'vh vcrjüngeiidci Vorsprüngen ^Λ.ν' und dazu riomp!?mentären Rück

κι Sprüngen 4.2'versehen sind, und die einander benach tv.i.rv! Ringe 4' jeweils über die am Außen- bzw. In ivT.unifa'.ig ih^rer Clberlappungszone ; sitzenden Ko nusi'lächen 4.3' ineinandergreifen, wobei die Endllä chen 4.4' nach wie vor radial verlaufen und einei

Ii kleinen Spalt .·, zur axialen Wärmebeweglichkeit auf weisen.

Fig. 4. 4a und 4b zeigen den Außcnmantel eine Dampferzeugeis DE, der mit einem Berstschutzman tcl umgeben is', welcher gemäß der Erfindung aufge

.""> baut ist. Die axial cinanderreihbaren Ringe sind hie mit 40 bezeichnet, ein oberer Füllring mit 50, de obere Abschlußring mit 60. der untere Füllring mi 51 und zwei untere Abschlußringe mit 61 und 62. Dit Füllringe 50 und 51 sind zugleich als Winkelringe aus

J") gebildet und weisen jeweils [-"lausche 10 auf, an wel chen axiale Zuganker, insbesondere Spannkabel 11 verankert werden können. Die Flansche 10 sind hierzi mit entsprechenden Bohrungen 10.1 versehen. Dei untere Fiillring 51 ist zweigeteilt und weist entspre

in ehende Aussparungen 51.1 zum Umfassen der Pri märkühlmittelleitung 1 auf. Dementsprechend is auch der obere Füllring 50 mit Aussparungen 50.1 zum Umfassen der Frischdampfleitung 12 versehen Mit 13 ist noch das Fundament des Dampferzeuger·

ι-) DE bezeichnet. Die Leitungen 1 und 12 sind, dami ein lückenloser Berstschutzverband gegeben ist ebenfalls mit einem Ringverband nach Art des ii Fig. 1 dargestellten zu versehen. - 2' und 3'sind nocl durch Meßleitungsstutzen gebildete Anschläge, wohe

jo die anliegenden Ringe entsprechende Ausnehmunger aufweisen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Berstschutz-Anordnung für Rohrleitungen, insbesondere für Primärkühlmittel führende Rohrleitungen von Kernreaktoren, wobei das zu schützende Rohrstück im eingebauten Zustand jeweils durch axiale Anschläge bildende, über seinen Außendurchmesser überstehende Vorsprünge seiner Enden, wie Anschlüsse, Flansche od. dgl., definiert ist, mit geteilten, auf das Rohr- ίο stück aufsetzbaren Ringen innerhalb eines das Rohrstück überdeckenden geschlossenen Ringverbandes und die Ringteile in ihrer aufgesetzten Lage fixierenden Haltemitteln, dadurch gekennzeichnet, daß

a) für das Rohrstück (1) ungeteilte, rohraxial aneinanderreühbare und auf das Rohrstück aufschiebbare Ringe (4) vorgesehen sind, die jeweils innerhalb einer Ooerlappungszone (z) ihrer aneinandergrenzenden Stirnbereiche mit umlaufenden Vorsprüngen (4.1) und dazu komplementären Rücksprüngen (4.2) versehen, sich mit ihren Vorsprüngen über- bzw. untergreifen, daß

b) diese ungeteilten Ringe (4) mit mindestens >■> einem der als Füllring (5) dienenden geteilten Ringe den das Rohrstück (1) überdeckenden geschlossenen Ringverband (6) ergeben, daß

c) der Füllring (5) zwecks radialer Einfügbarkeit als übergreifender Ring ausgebildet ist so und daß

d) die Haltemittel von einem die Füllringtcile (5.1, 5.2) im eingefügten Zustand in ihrer Lage absichernden Abschlußring (7) gebildet sind, welcher auf dem Ringverband (6) ein- )> schließlich Füllring (5) axial verschiebbar und mit Passung auf dem Außenumfang des Füllringes (5) sitzend gelagert ist.

2. Anordnung nach Anspiuch 1, dadurch gekonnzeichnet, daß die Vor- und Rückspriinge(4.1, -ίο 5.3; 4.2) stufenförmig abgesetzt sind und mit zylindrischen und radialen Paßflächen (4.3, 4.4) wechselseitig aneinanderliegen.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufentiefe der Vor- und -n Rücksprünge (4.1, 5.3; 4.2) etwa die halbe Ringwandstiirke (r) ausmacht.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllring (5) unter Bildung zweier Füllringhälften (5.1, 5.2) axial geteilt ist. w

5. Anordnung nach Anspruch i oder4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe mit konisch sich verjüngenden Vorsprüngen (4.1') und dazu komplementären Rücksprüngen (4.2') versehen sind und die aneinander benachbarten Ringe (4') jeweils überdit am Außen- bzw. Innenumfang ihrer Überlappungszone (z) sitzenden Konusflächen (4.3') ineinandergreifen (Fig. 3).

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils erste bzw. letzte Ring (4) des Ringverbandes, der an den axialen Anschlag (2, 3) angrenzt, mit seiner Anschlagfläche formschlüssig am axialen Anschlag (2. 3) anliegend ausgebildet ist.

7. Verwendung einer Berstschutz-Anordnung b^r> nach einem der vorgenannten Ansprüche für zylindrische Druckgefäße (Fig. 4, 4a. 4b).

Die Erfindung bezieht sich auf eine Berstschutz-Anordnung für Rohrleitungen, wobei das zu schützende Rohrstück im eingebauten Zustand jeweils durch axiale Anschläge bildende, über seinen Außendurchmesser überstehende Vorsprünge seiner Enden, wie Anschlüsse, Flansche od. dgl., definiert ist.

Eine solche Anordnung ist für Primärkühlmittel führende Rohrleitungen von Kernreaktoren durch die DE-OS 2258226, insbesondere Fig. 6, bekannt. Dort ist die zwischen Reaktordruckgefäß und Dampferzeuger verlaufende Hauptkühlmittelleitung rnit Ringsegmenten aus druckfestem Isolierbeton an ihrem Umfangversehen, und auf die Ringsegmente sind einzelne Stahlringe aufgeschoben, die in einem bestimmten Abstand zueinander angeordnet sind. Außerdem sind äußere Zuganker vorgesehen, durch welche Reaktordruckbehälter und Dampferzeuger in Längsrichtung der Rohrleitung miteinander verbunden werden. Bei einer solchen Berstschutz-Anordnung für Rohrleitungen kann bei Rundrissen ein Versetzen der beiden Rohrenden auftreten, und die Ausströmquerschnitle im Berstfall werden nur teilweise begrenzt. Außerdem ist die äußere Rohroberfläche bei nachträglichen Wiederholungsprüfungen nicht mehr voll zugänglich.

Es ist weiterhin durch das DE-GM 1 841 2OS eine Berstschutz-Anordnung der eingangs genannten Art bekannt mit geteilten, auf das Rohrstück aufsetzbaren Ringen innerhalb eines das Rohrstück überdeckenden geschlossenen Ringverbandes und die Ringteile in ihrer aufgesetzten Lage fixierenden Haltemitteln. Es handelt sich dabei um ein sogenanntes Mantelrohr, insbesondere für Ölleitungen, wobei die geteilten Ringe als Halbsehalenkörper ausgebildet sind, die an ihren achsnormalen Teilfugen sowie an stirnseitigen, rohraxial aneinanderstoßenden Flanschen flüssigkeitsdicht und druckfest miteinander versehrauht sind. Auf die Flüssigkeitsdichtheit ist deshalb besonderes Augenmerk gelegt, damit durch feine Haarrisse oder sonstige Beschädigungen des Innenrohres in das Mantelrohr übertretende Ölleckmengen nicht in das Erdreich gelangen können, wobei zur Abführung der Ölleckmengen im Inneren des Mantelrohres durchgehende Kanäle gebildet sind. Diese bekannte Berstschutz-Anordnung ist für I'rimärkühlmittel führende Rohrleitungen von Kernreaktoren nicht oder nur schlecht geeignet, weil einerseits zum Entfernen der Halbschalen zwecks Inspektion der Rohrleitung eine Vielzahl von Schraubenflanschverbindungen gelöst werden müsset! und andererseits die Halbschalen verhältnismäßig schwere Bauteile sind, zu deren Entfernen der Gebäudekran benutzt werden müßte. Das Gewicht der Halbschalen ließe sich zwar reduzieren durch Verwendung einer größeren Anzahl, jedoch steigt dann wiederum die Anzahl der Schraubenl'lanschverbindungen, was im Hinblick darauf, daß die Hauptkühlmittelleitungen zu den strahlenden Bauteilen des Primärkreises gehören, an denen nur eine begrenzte Aufenthaltsdauer des Personals zulässig ist, von Nachteil wäre. Ferner ist darauf hinzuweisen, daß bei der bekannten Berstschutz-Anordnung eine satte Anlage des Mantelrohres an dem zu schützenden Rohr nur im Bereich der Mantelrohr-Flansche gegeben ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Berstschutz-Anordnung für Rohrleitungen der eingangs genannten Art, insbesondere für Primärkühlmittel führende Rohrleitungen von Kernreaktoren, zu schaffen, mit welcher ein wirksamerer Berstschutz als