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WO1997034303A1 - Core tank for a pressure vessel of a nuclear reactor plant and process for fitting it - Google Patents

Core tank for a pressure vessel of a nuclear reactor plant and process for fitting it Download PDF

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WO1997034303A1
WO1997034303A1 PCT/EP1997/001010 EP9701010W WO9734303A1 WO 1997034303 A1 WO1997034303 A1 WO 1997034303A1 EP 9701010 W EP9701010 W EP 9701010W WO 9734303 A1 WO9734303 A1 WO 9734303A1
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Siemens AG
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    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C5/00—Moderator or core structure; Selection of materials for use as moderator
    • G21C5/02—Details
    • G21C5/10—Means for supporting the complete structure
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Definitions

  • the invention relates to a core container for a reactor pressure container of a nuclear reactor plant and to a method for its assembly.
  • the invention is based on the object of specifying a core container for a reactor pressure vessel and a method for its assembly, in which the assembly is facilitated and which are mounted largely tension-free on a remaining lower part of the removed core vessel remaining in the reactor pressure vessel can.
  • the invention is also based on the object of specifying a method for assembling the core container.
  • the second object is achieved with the features of claim 5.
  • the core container contains an annular flange with which it rests on a holding structure fixed in the reactor pressure vessel, means on the flange being provided for displacing and fixing its position relative to the holding structure.
  • the flange can be fixed to the new core container before it is mounted on the holding structure.
  • the end face of the flange has a circumferential U-shaped groove which imparts the free end of the holding structure facing it.
  • a further embodiment of the invention is to push Ver ⁇ and fixing the position of the flange relative to the te Modell Hal ⁇ at least one side wall of the groove with a through hole for 'recording provided a pressable against the support structure Anstellelementes.
  • a socket screwed into the through bore is provided as the adjusting element.
  • annular flange is placed on an annular holding structure fixed in the reactor pressure container, the position of which is adjusted relative to the holding structure and fixed in a predetermined position.
  • the core container is then placed and fixed on this adjusted and fixed flange.
  • the flange is preferably pushed onto the free end of the holding structure facing it with a circumferential u-shaped groove arranged in its end face.
  • an essentially annular holding structure 4 is arranged in the reactor pressure vessel 2, which is firmly connected to it.
  • This holding structure 4 is concerned in the exemplary embodiment is a lower part of an old core container remaining in the reactor pressure vessel 2.
  • annular or cylindrical holding structure 4 there is a new core container 6, which is provided in its lower part with an annular flange 8 which has a circumferential u-shaped groove 10 on its end face facing the holding structure 4.
  • This groove 10 receives the free end of the holding structure 4 facing it, so that the flange 8 rests with the base 12 of its groove 10 on the end face of the cylindrical holding structure 4.
  • the width of the groove 10 is dimensioned such that the flange 8 can be pushed onto the holding structure 4 even if the flange 8 or the holding structure 4 is out of round.
  • the core container 6 is firmly connected to the flange 8, for example screwed.
  • This screw connection is preferably carried out only after the flange 8 has been mounted on the holding structure 4, since it is easier to adjust in the holding structure 4 than the entire component in the preassembled state.
  • the side walls 14 and 16 of the groove 10 are each provided with a radial through bore 18, which are coaxial to one another and each provided with a thread for receiving an adjusting element 20, in the exemplary embodiment a bushing.
  • the flange 8 can then be displaced into a predetermined position transversely to its central axis because of the play in the groove 10.
  • a measuring cross is hooked into the flange 8, which is brought into line with measuring points previously introduced in the reactor pressure vessel 2 and a correct positioning of the flange 8 and thus also afterwards Assured new core container 6 in the reactor pressure vessel 2 guaranteed.
  • the adjusting elements 20 are pressed onto the holding structure 4 with a predetermined setting torque and secured with a dowel pin or a dowel screw 22.
  • the flange 8 is then screwed to the holding structure 4.
  • the new core container is then inserted, screwed to the flange 8 and clamped in the reactor pressure container.

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Abstract

According to the invention, a core tank (6) for a pressure vessel (2) of a nuclear reactor plant has an annular flange (8) via which it bears on a securing structure (4) secured in the pressure vessel (2), where means for moving and securing its position in relation to the securing structure (4) are provided on the flange (8).

Description

Beschreibungdescription

Kernbehälter für einen Reaktordruckbehalter einer Kernreak¬ toranlage und Verfahren zu seiner MontageCore container for a reactor pressure vessel of a nuclear reactor system and method for its assembly

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kernbehalter für einen Reaktordruckbehalter einer Kernreaktoranlage und auf ein Ver¬ fahren zu seiner Montage.The invention relates to a core container for a reactor pressure container of a nuclear reactor plant and to a method for its assembly.

Bei dem im Reaktordruckbehalter einer Kernreaktoranlage zur Aufnahme des Reaktorkerns angeordneten Kernbehälter, wie er beispielsweise für einen Siedewasserreaktor aus dem AEG-TELE- FUNKEN-Handbuch "Siedewasserreaktoren für Kernkraftwerke", Band 10, Andrej Sauer, Berlin 1969, S. 100, und für einen Druckwasserreaktor aus den US-Patentschriften 4,657,730 und 4,756,877 bekannt ist, kann es im Laufe des Betriebs, insbe¬ sondere bei einer Siedewasserreaktor-Anlage, zu Schäden an den an seinem Mantel befindlichen Schweißnähten kommen. Auf¬ grund dieser Schäden kann es dann erforderlich sein, den Kernbehälter aus dem Reaktordruckbehalter auszubauen und durch einen neuen Kernbehälter zu ersetzen. Hierzu ist es er¬ forderlich, den Kernbehälter mechanisch von einem im Reaktor¬ druckbehalter verbleibenden im wesentlichen zylindrischen Un¬ terteil (Kernbehälterrest) abzutrennen. Auf dieses Unterteil muß dann der neue Kernbehälter aufgesetzt und in den Reaktor¬ druckbehalter eingepaßt und in ihm fixiert werden.In the case of the core container arranged in the reactor pressure vessel of a nuclear reactor plant for receiving the reactor core, such as that for a boiling water reactor from the AEG-TELE-FUNKEN manual "Boiling Water Reactors for Nuclear Power Plants", Volume 10, Andrej Sauer, Berlin 1969, p. 100, and for one Pressurized water reactor is known from US Pat. Nos. 4,657,730 and 4,756,877, damage to the weld seams on its jacket can occur in the course of operation, in particular in a boiling water reactor system. Because of this damage, it may then be necessary to remove the core container from the reactor pressure vessel and to replace it with a new core container. For this purpose, it is necessary to mechanically separate the core container from an essentially cylindrical lower part (core container remnant) remaining in the reactor pressure container. The new core container must then be placed on this lower part and fitted into the reactor pressure container and fixed in it.

Bei der Fertigung eines Kernbehälters, der sich aus mehreren zylindrischen Schüssen zusammensetzt, ist jedoch innerhalb vorgegebener Toleranzen eine restliche Unrundheit unvermeid¬ bar, so daß der neue Kernbehälter und der alte Kernbehäl¬ terrest in ihren geometrischen Abmessungen nicht exakt über¬ einstimmen. Der neue Kernbehälter oder der alte Kernbehäl¬ terrest müssen deshalb vor und bei der Montage zum Ausgleich der vorhandenen Toleranzen mechanisch verspannt werden. Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Kernbe¬ hälter für einen Reaktordruckbehalter sowie ein Verfahren zu seiner Montage anzugeben, bei dem die Montage erleichtert ist, und der weitgehend spannungsfrei auf einem im Reaktor- druckbehälter verbleibenden restlichen Unterteil des entfern¬ ten Kernbehälters montiert werden kann. Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur Montage des Kernbehälters anzugeben.When manufacturing a core container, which is composed of several cylindrical sections, a residual out-of-roundness is unavoidable within predetermined tolerances, so that the geometrical dimensions of the new core container and the old core container remainder do not exactly match. The new core container or the old core container remnant must therefore be mechanically clamped before and during assembly to compensate for the existing tolerances. The invention is based on the object of specifying a core container for a reactor pressure vessel and a method for its assembly, in which the assembly is facilitated and which are mounted largely tension-free on a remaining lower part of the removed core vessel remaining in the reactor pressure vessel can. The invention is also based on the object of specifying a method for assembling the core container.

Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.The first-mentioned object is achieved with the features of patent claim 1.

Die zweitgenannte Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruches 5.The second object is achieved with the features of claim 5.

Der Kernbehälter enthält gemäß der Erfindung einen ringförmi¬ gen Flansch, mit dem er auf einer im Reaktordruckbehalter fi¬ xierten Haltestruktur aufliegt, wobei am Flansch Mittel zum Verschieben und Fixieren seiner Lage relativ zur Haltestruk- tur vorgesehen sind. Der Flansch kann dabei bereits vor sei¬ ner Montage an der Haltestruktur am neuen Kernbehälter fi¬ xiert sein. Es ist jedoch auch möglich den Flansch und den restlichen Kernbehälter erst nach der Montage des Flansches in der Haltestruktur miteinander zu verbinden. Da der Flansch relativ zur Haltestruktur verschoben werden kann, ist es mög¬ lich, Unterschiede in der Rundheit zwischen der Haltestruktur und dem Flansch auszugleichen. Dadurch kann der gesamte Kern¬ beh lter in einer vorgegebene Position im Reaktordruckbehal¬ ter montiert werden, ohne daß während der Montage Verspannun- gen zu seiner Verformung notwendig sind. Solche Verspannungen sind auch für den in der Praxis bevorzugt anzuwendenden Fall nicht mehr erforderlich, bei dem der Kernbehälter nachträg¬ lich mit dem bereits vorab fest in der Haltestruktur montier¬ ten Flansch verbunden wird, da der Kernbehälter und der Flansch gemeinsam hergestellt werden und deshalb hinreichend exakt aneinander angepaßt werden können. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Stirnfläche des Flansches eine umlaufende U-förmige Nut auf, die das ihr zugewandte freie Ende der Haltestruktur auf immt.According to the invention, the core container contains an annular flange with which it rests on a holding structure fixed in the reactor pressure vessel, means on the flange being provided for displacing and fixing its position relative to the holding structure. In this case, the flange can be fixed to the new core container before it is mounted on the holding structure. However, it is also possible to connect the flange and the remaining core container to one another only after the flange has been installed in the holding structure. Since the flange can be displaced relative to the holding structure, it is possible to compensate for differences in roundness between the holding structure and the flange. As a result, the entire core container can be installed in a predetermined position in the reactor pressure vessel without tension being necessary to deform it during assembly. Such tensions are also no longer necessary for the case which is preferably to be used in practice, in which the core container is subsequently connected to the flange which has already been firmly mounted in the holding structure in advance, since the core container and the flange are produced together and are therefore adequate can be exactly matched. In a preferred embodiment, the end face of the flange has a circumferential U-shaped groove which imparts the free end of the holding structure facing it.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zum Ver¬ schieben und Fixieren der Lage des Flansches relativ zur Hal¬ testruktur wenigstens eine Seitenwand der Nut mit einer Durchgangsbohrung zur'Aufnahme eines gegen die Haltestruktur andrückbaren Anstellelementes versehen. Als Anstellelement ist insbesondere eine in die Durchgangsbohrung eingeschraubte Buchse vorgesehen.In a further embodiment of the invention is to push Ver¬ and fixing the position of the flange relative to the testruktur Hal¬ at least one side wall of the groove with a through hole for 'recording provided a pressable against the support structure Anstellelementes. In particular, a socket screwed into the through bore is provided as the adjusting element.

Bei dem Verfahren zur Montage eines Kernbehälters in einen Reaktordruckbehalter einer Kernreaktoranlage wird auf eine im Reaktordruckbehalter fixierte ringförmige Haltestruktur ein ringförmiger Flansch aufgesetzt, dessen Lage relativ zur Hal¬ testruktur eingestellt und und in einer vorgegebenen Position fixiert wird. Auf diesem justierten und fixierten Flansch wird danach der Kernbehälter aufgesetzt und fixiert. Durch diese Maßnahmen ist ein Verspannen des Kernbehälters zum Aus¬ gleich von Unrundheiten nicht mehr erforderlich.In the method for assembling a core container in a reactor pressure container of a nuclear reactor system, an annular flange is placed on an annular holding structure fixed in the reactor pressure container, the position of which is adjusted relative to the holding structure and fixed in a predetermined position. The core container is then placed and fixed on this adjusted and fixed flange. These measures mean that it is no longer necessary to brace the core container to compensate for out-of-roundness.

Vorzugsweise wird der Flansch mit einer in seiner Stirnfläche angeordneten umlaufenden u-fδrmigen Nut auf das ihr zuge¬ wandte freie Ende der Haltestruktur aufgeschoben.The flange is preferably pushed onto the free end of the holding structure facing it with a circumferential u-shaped groove arranged in its end face.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in deren einziger Figur ein Ausschnitt eines im Reaktordruckbehalter eingebauten Kernbehälters gemäß der Er¬ findung veranschaulicht ist.For further explanation of the invention, reference is made to the drawing, in the single figure of which a section of a core container installed in the reactor pressure vessel is illustrated according to the invention.

Gemäß der Figur ist im Reaktordruckbehälters 2 eine im we¬ sentlichen ringförmige Haltestruktur 4 angeordnet, die fest mit ihm verbunden ist. Bei dieser Haltestruktur 4 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um ein im Reaktordruckbehalter 2 verbliebenes Unterteil eines alten Kernbehälters.According to the figure, an essentially annular holding structure 4 is arranged in the reactor pressure vessel 2, which is firmly connected to it. This holding structure 4 is concerned in the exemplary embodiment is a lower part of an old core container remaining in the reactor pressure vessel 2.

Auf der ringförmigen oder zylindrischen Haltestruktur 4 liegt ein neuer Kernbehälter 6 auf, der in seinem Unterteil mit ei¬ nem ringförmigen Flansch 8 versehen ist, der auf seiner der Haltestruktur 4 zugewandten Stirnseite eine umlaufende u-för¬ mige Nut 10 aufweist. Diese Nut 10 nimmt das ihm zugewandte freie Ende der Haltestruktur 4 auf, so daß der Flansch 8 mit dem Grund 12 seiner Nut 10 auf der Stirnfläche der zylindri¬ schen Haltestruktur 4 aufsitzt. Die Breite der Nut 10 ist da¬ bei so bemessen, daß der Flansch 8 auch bei einer Unrundheit des Flansches 8 oder der Haltestruktur 4 auf die Haltestruk¬ tur 4 aufgeschoben werden kann. Der Kernbehälter 6 ist mit dem Flansch 8 fest verbunden, beispielsweise verschraubt.On the annular or cylindrical holding structure 4 there is a new core container 6, which is provided in its lower part with an annular flange 8 which has a circumferential u-shaped groove 10 on its end face facing the holding structure 4. This groove 10 receives the free end of the holding structure 4 facing it, so that the flange 8 rests with the base 12 of its groove 10 on the end face of the cylindrical holding structure 4. The width of the groove 10 is dimensioned such that the flange 8 can be pushed onto the holding structure 4 even if the flange 8 or the holding structure 4 is out of round. The core container 6 is firmly connected to the flange 8, for example screwed.

Diese Verschraubung erfolgt vorzugsweise erst nach der Mon¬ tage des Flansches 8 an der Haltestruktur 4, da sich dieser in der Haltestruktur 4 einfacher einstellen läßt als die ge¬ samte Komponente im vormontierten Zustand.This screw connection is preferably carried out only after the flange 8 has been mounted on the holding structure 4, since it is easier to adjust in the holding structure 4 than the entire component in the preassembled state.

Die Seitenwände 14 und 16 der Nut 10 sind jeweils mit einer radialen Durchgangsbohrung 18 versehen, die zueinander koa¬ xial sind und jeweils mit einem Gewinde zur Aufnahme eines Anstellelementes 20, im Ausführungsbeispiel eine Buchse, ver- sehen sind.The side walls 14 and 16 of the groove 10 are each provided with a radial through bore 18, which are coaxial to one another and each provided with a thread for receiving an adjusting element 20, in the exemplary embodiment a bushing.

Mit Hilfe des Anstellelementes 20 kann dann der Flansch 8 we¬ gen des vorhandenen Spiels in der Nut 10 quer zu seiner Mit¬ tenachse in eine vorbestimmte Position verschoben werden. Im Flansch 8 ist hierzu für die Montage ein in der Figur nicht dargestelltes mit Meßpunkten versehenes Meßkreuz eingehängt, das mit vorher im Reaktordruckbeh lter 2 eingebrachten Me߬ punkten zur Deckung gebracht wird und eine korrekte Positio¬ nierung des Flansches 8 und damit auch des nachher an ihm montierten neuen Kernbehälters 6 im Reaktordruckbehalter 2 gewährleistet . Nach erfolgter Positionierung werden die Anstellelemente 20 mit einem vorgegebenen Anstellmoment an die Haltestruktur 4 angedrückt und mit einem Paßstift oder mit einer Paßschraube 22 gesichert. Anschließend wird der Flansch 8 mit der Hal¬ testruktur 4 verschraubt. Nach erneuter Prüfung der Meßpunkte wird dann der neue Kernbehälter eingesetzt, am Flansch 8 ver¬ schraubt und im Reaktordruckbehalter verspannt. With the aid of the adjusting element 20, the flange 8 can then be displaced into a predetermined position transversely to its central axis because of the play in the groove 10. For this purpose, a measuring cross, not shown in the figure and provided with measuring points, is hooked into the flange 8, which is brought into line with measuring points previously introduced in the reactor pressure vessel 2 and a correct positioning of the flange 8 and thus also afterwards Assured new core container 6 in the reactor pressure vessel 2 guaranteed. After positioning, the adjusting elements 20 are pressed onto the holding structure 4 with a predetermined setting torque and secured with a dowel pin or a dowel screw 22. The flange 8 is then screwed to the holding structure 4. After the measuring points have been checked again, the new core container is then inserted, screwed to the flange 8 and clamped in the reactor pressure container.

Claims

Patentansprüche claims 1. Kernbehälter (6) für einen Reaktordruckbehalter (2) einer Kernreaktoranlage, mit einem ringförmigen Flansch (8) , mit dem er auf einer im Reaktordruckbehalter (2) fixierten Halte¬ struktur (4) aufliegt, wobei am Flansch (8) Mittel zum Ver¬ schieben und Fixieren seiner Lage relativ zur Haltestruktur (4) vorgesehen sind.1. Core container (6) for a reactor pressure vessel (2) of a nuclear reactor system, with an annular flange (8) with which it rests on a holding structure (4) fixed in the reactor pressure vessel (2), with means for Ver¬ shift and fix its position relative to the holding structure (4) are provided. 2. Kernbehälter nach Anspruch 1, bei dem die Stirnfläche des Flansches (8) eine umlaufende u-förmige Nut (10) aufweist, die das ihr zugewandte freie Ende der Haltestruktur (4) auf¬ nimmt .2. Core container according to claim 1, wherein the end face of the flange (8) has a circumferential U-shaped groove (10) which receives the free end of the holding structure (4) facing it. 3. Kernbehälter nach Anspruch 2, bei dem zum Justieren und3. core container according to claim 2, in which to adjust and Fixieren der Lage des Flansches (8) relativ zur Haltestruktur (4) wenigstens eine Seitenwand (24, 16) der Nut (10) mit ei¬ ner Durchgangsbohrung (18) zur Aufnahme eines gegen die Hal¬ testruktur (4) andrückbaren Anstellelementes (20) ist.Fixing the position of the flange (8) relative to the holding structure (4) at least one side wall (24, 16) of the groove (10) with a through hole (18) for receiving an adjusting element (20 that can be pressed against the holding structure (4) ) is. 4. Kernbehälter nach Anspruch 3, bei dem als Anstellelement (20) eine in die Durchgangsbohrung (18) eingeschraubte Buchse vorgesehen ist.4. Core container according to claim 3, in which a screwed into the through hole (18) is provided as the adjusting element (20). 5. Verfahren zur Montage eines Kernbehälters (6) in einen Re¬ aktordruckbehalter (2) einer Kernreaktoranlage, bei dem auf eine am Reaktordruckbehalter (2) fixierte ringförmige Hal¬ testruktur (4) ein ringförmiger Flansch (8) aufgesetzt wird, dessen Lage relativ zur Haltestruktur (4) eingestellt und und in einer vorgegebenen Position fixiert wird, und auf dem da¬ nach der Kernbehälter (6) aufgesetzt und fixiert wird.5. A method for assembling a core container (6) in a reactor pressure vessel (2) of a nuclear reactor system, in which an annular flange (8) is placed on a ring-shaped holding structure (4) fixed to the reactor pressure vessel (2), the position of which is relative is set to the holding structure (4) and is fixed in a predetermined position, and on which the core container (6) is then placed and fixed. 6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Flansch (8) mit ei¬ ner in seiner Stirnfläche angeordneten umlaufenden U-förmigen Nut (10) auf das ihr zugewandte freie Ende der Haltestruktur (4) aufgeschoben wird. 6. The method according to claim 5, wherein the flange (8) with ei¬ ner arranged in its end face circumferential U-shaped groove (10) is pushed onto the free end of the holding structure (4) facing it.
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