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DE2758192A1 - PRESSURE-RESISTANT HEATING ROD FOR A LIQUID, VAPORIZABLE MEDIUM CONTAINING PRESSURE TANK, PRESENTLY FOR PRESSURE HOLDER OF NUCLEAR REACTOR PLANTS - Google Patents

PRESSURE-RESISTANT HEATING ROD FOR A LIQUID, VAPORIZABLE MEDIUM CONTAINING PRESSURE TANK, PRESENTLY FOR PRESSURE HOLDER OF NUCLEAR REACTOR PLANTS

Info

Publication number
DE2758192A1
DE2758192A1 DE19772758192 DE2758192A DE2758192A1 DE 2758192 A1 DE2758192 A1 DE 2758192A1 DE 19772758192 DE19772758192 DE 19772758192 DE 2758192 A DE2758192 A DE 2758192A DE 2758192 A1 DE2758192 A1 DE 2758192A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heating rod
push
pipe
pressure
annular gap
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19772758192
Other languages
German (de)
Inventor
Karl Ing Grad Faeser
Franz Maritsch
Raimund Dipl Ing Reisacher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kraftwerk Union AG
Original Assignee
Kraftwerk Union AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kraftwerk Union AG filed Critical Kraftwerk Union AG
Priority to DE19772758192 priority Critical patent/DE2758192A1/en
Priority to CH1106178A priority patent/CH636721A5/en
Priority to AT0790578A priority patent/AT365840B/en
Priority to BR7808440A priority patent/BR7808440A/en
Publication of DE2758192A1 publication Critical patent/DE2758192A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C13/00Pressure vessels; Containment vessels; Containment in general
    • G21C13/02Details
    • G21C13/032Joints between tubes and vessel walls, e.g. taking into account thermal stresses
    • G21C13/036Joints between tubes and vessel walls, e.g. taking into account thermal stresses the tube passing through the vessel wall, i.e. continuing on both sides of the wall
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

The heater rod penetration comprises at least one electrical heater rod (4) which projects with one heater rod part (4b) into the interior of the vessel and which is arranged projecting through a through bore (3) of the vessel wall (2, 1) at the bottom end with an unheated rod part (4a) of the supply leads which accommodates the electric supply leads (4.1, 4.2). The heater rod (4) is surrounded by a through pipe (6) with an annular gap (7), at least on its axial length situated in the region of the through bore (3), the through pipe (6) being sealingly connected to the vessel wall (2, 1) and the heater rod (4) being sealingly connected to the through pipe (6). The annular gap (7) is open towards the vessel interior, whereas it is closed at its other end (7b) by the sealing connection between the heater rod (4) and through pipe (6). The annular gap is divided by means of a sleeve-shaped partition (10) into two essentially co-axial spaces which communicate with one another by means of throughflow openings (13) in the partition which are arranged in the region of the closed end of the annular gap, and form an outer downcomer (11) and an inner riser (12), bearing against the heater tube, for the medium. <IMAGE>

Description

Druckfeste Heizstabdurchführung für ein flüssiges, verdampf-Pressure-proof heating rod feedthrough for a liquid, evaporative

bares Medium enthaltende Druckbehälter, vorzugsweise für Druckhalt er von Kernreaktoranlagen Die Erfindung bezieht sich auf eine druckfeste Heizstabdurchführung für ein flüssiges, verdampfbares Medium enthaltende Druckbehälter, vorzugsweise für Druckhalter von Kernreaktoranlagen. Derartige Druckhalter werden bei Druckwasser-Kernreaktoranlagen verwendet. Sie halten den Druck im Primärkreislauf konstant und gleichen Volumenschwankungen des Kühlmittels aus.Pressure vessel containing bares medium, preferably for pressure maintenance he of nuclear reactor plants The invention relates to a pressure-resistant heating rod bushing for a liquid, vaporizable medium containing pressure vessel, preferably for pressurizers of nuclear reactor plants. Such pressurizers are used in pressurized water nuclear reactor systems used. They keep the pressure in the primary circuit constant and equal volume fluctuations of the coolant.

Sie sind teilweise mit siedendem Wasser gefüllt; darüber befindet sich ein Sattdampfpolster. Die Druckregelung erfolgt mit Hilfe einer elektrischen Heizung und einer Sprüh- und Abblaseinrichtung. FUr die elektrische Heizung werden Heizstäbe verwendet. Diese ragen mit einem Heiz-Stabteil in das Innere des Behälters und sind mit einem unbeheizten, die elektrischen Zuleitungen aufnehmenden Zuleitungs-Stabteil durch eine Durchgangsbohrung der bodenseitigen Behälterwand druckfest hindurchragend angeordnet. Nach einer nicht veröffentlichten Konstruktion (interner Stand der Technik) ist der Jeweilige Heizstab zumindest auf seine im Bereich der Durchgangsbohrung liegenden axialen länge von einem Durchsteckrohr mit Ringspalt umgeben, wobei das Durchsteckrohr mit der Behälterwand und der Heizstab mit dem Durchsteckrohr dichtend verbunden sind. Hierbei erfolgt die Abführung der Verlustwärme des Heizstabes in seinem unbeheizten Durchführungsbereich über den Luftraum des Ringspaltes zum Durchsteckrohr und von hier zur Druckhalterwand durch Wärmeleitung und Wärmestrahlung. Deshalb sind Heizleistung oder Heizdauer der Heizstäbe begrenzt, wenn man eine zu starke Erwärmung der Heizstäbe in ihrem Durchführungsbereich vermeiden will, durch welche es zu Heizstabschäden und einer unzulässig hohen Erwärmung der Druckhalterwand sowie der Heizstabanschlüsse kommen könnte. Die Heizstäbe im Druckhalter eines Kernkraftwerkes haben in ihrem unbeheizten Durchführungsbereich nämlich noch eine relativ hohe Wärmeentbindung bzw. Wärmefreisetzung, deren Werte bei einem Kernkraftwerk mit einer Leistung von 1000 MWel in der Größenordnung von 0,58 W/cm2 liegen können.They are partially filled with boiling water; above is located a cushion of saturated steam. The pressure control takes place with the help of an electrical one Heating and a spray and blow-off device. For electric heating Heating rods used. These protrude into the interior of the container with a heating rod part and are with an unheated, the electrical leads receiving lead rod part protruding pressure-tight through a through-hole in the bottom container wall arranged. According to an unpublished design (internal state of the art) the respective heating rod is at least on its in the area of the through hole lying axial length surrounded by a push-through tube with an annular gap, the Push-through pipe with the container wall and the heating rod with the push-through pipe sealing are connected. Here, the heat loss from the heating element is dissipated in its unheated lead-through area via the air space of the annular gap to the push-through pipe and from here to the pressurizer wall through heat conduction and thermal radiation. Therefore, the heating power or heating duration of the heating rods are limited if one is to wants to avoid strong heating of the heating rods in their implementation area by which leads to heating rod damage and inadmissibly high heating of the pressurizer wall as well as the heating element connections could come. The heating rods in the pressurizer of a nuclear power plant have a relatively high heat release in their unheated duct area or heat release, the values of which in a nuclear power plant with an output of 1000 MWel can be on the order of 0.58 W / cm2.

Man könnte zwar die Isolation der elektrischen Zuleitungen innerhalb des Heizstabrohres verstärken, hierdurch wächst Jedoch der Heizstabdurchmesser und damit der Durchmesser der Durchführungs-Bohrung an, was unerwünscht ist.You could do the isolation of the electrical leads inside of the heating rod tube, but this increases the diameter of the heating rod and so that the diameter of the feed-through bore, which is undesirable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine druckfeste Heizstabdurchführung für ein flüssiges, verdampfbares Medium enthaltende Druckbehälter, vorzugsweise für Druckhalter von Kernreaktoren, zu schaffen, mit der eine intensivere Abführung der im Durchführungsbereich der Heizstäbe anfallenden Verlustwärme ermöglicht ist.The invention is based on the object of a pressure-resistant heating rod leadthrough for a liquid, vaporizable medium containing pressure vessel, preferably for pressurizers of nuclear reactors, with which a more intensive discharge the heat loss occurring in the implementation area of the heating rods is made possible.

Gegenstand der Erfindung ist eine druckfeste Heizstabdurchführung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 gekennzeichneten Art.The subject of the invention is a pressure-resistant heating rod leadthrough of the type identified in the preamble of claim 1.

Bei einer solchen HeizstabdurchfUhrung wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ringspalt zum Behälterinneren offen ist, dagegen an seinem anderen Ende durch die dichtende Verbindung zwischen Heizstab und Durchsteckrohr abgeschlossen ist, und daß der Ringspalt durch eine hUlsenförmige Trennwand in zwei im wesentlichen konzentrische Räume aufgeteilt ist, die mittels im Bereich des geschlossenen Endes des Ringspaltes angeordnete Durchströmöffnungen der Trennwand miteinander kommunizieren und einen äußeren Fallraum sowie einen inneren, am Heizrohr anliegenden Steigraum für das Medium bilden.With such a heating rod implementation, the task is set solved according to the invention in that the annular gap is open to the container interior, on the other hand at its other end through the sealing connection between the heating rod and push-through tube is completed, and that the annular gap by a sleeve-shaped Partition wall is divided into two essentially concentric spaces, which means through-flow openings arranged in the area of the closed end of the annular gap the partition wall communicate with each other and an outer fall space as well as an inner, Form a riser space for the medium adjacent to the heating pipe.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß sich im Ringspalt eine Naturumlauf-Kühlung für das Heizrohr ergibt, so daß im Durchführungsbereich ein Wärmestau mit der möglichen Folge einer Überhitzung des Heizstabes, seiner Anschlüsse oder der Druckhalterwand sicher vermieden ist. Als weiterer Vorteil ist hervorzuheben, daß die im DurchfUhrungsbereich anfallende Wärme des Heizstabes durch den Naturtunlauf zum größten Teil als Nutzwärme dem Druckmedium des Druckhalters zugeführt werden kann.The advantages that can be achieved with the invention are above all in this too see that there is natural circulation cooling in the annular gap for the Heating pipe results, so that in the implementation area a heat build-up with the possible consequence of a Overheating of the heating element, its connections or the pressurizer wall is reliably avoided is. Another advantage that should be emphasized is that the incurred in the implementation area Heat from the heating rod due to the natural tuna, for the most part as useful heat for the pressure medium of the pressurizer can be supplied.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert, in welcher zeigen: Fig. 1 eine Heizstabdurchiührung nach der Erfindung in einem Längsschnitt, z.T. in schematischer Darstellung, die durch die Bodenkalotte eines Druckhalters hindurchgeführt und an dieser befestigt ist, und Fig. 2 die hülsenförmige Trennwand mit Befestigungsring in einem Teilschnitt nach Linie II-II aus Fig. 3 und Fig. 3 die Flanschverbindung aus Fig. 1 vergrößert.The invention is illustrated below with reference to one in the drawing Exemplary embodiment explained in more detail, in which: FIG. 1 shows a heating rod leadthrough according to the invention in a longitudinal section, partly in a schematic representation, the passed through the bottom dome of a pressure holder and attached to it and FIG. 2 shows the sleeve-shaped partition with the fastening ring in a partial section according to line II-II from FIG. 3 and FIG. 3, the flange connection from FIG. 1 is enlarged.

Der in Fig. 1 im Ausschnitt dargestellte, als Ganzes mit DH bezeichnete Druckhalter ist ein im wesentlichen zylindrischer, aus Stahl bestehender Druckbehälter, der auf seiner Innenseite mit einer korrosionsbeständigen Innenplattierung 1 aus austenitischem Stahl versehen ist. Der Innenraum des Druckhalters DH ist größtenteils mit Wasser W gefüllt, das während des Betriebes auf Siedetemperatur gehalten wird. Oberhalb der Wasservorlage W befindet sich ein (aus der Zeichnung nicht ersichtlicher) Sattdampfraum. Die in Form einer Bodenkalotte gewölbte bodenseitige Wand 2 des Druckhalters ist über ihre Fläche mit einer Vielzahl von - vorzugsweise in regelmäßiger Anordnung -vertikal angeordneten Durchgangsbohrungen 3 versehen, durch welche Jeweils Heizstäbe 4 mittels einer Heizstabdurchführung 5 druckfest und gasdicht hindurchgeführt sind. Der Einfachheit halber ist in der Zeichnung lediglich eine solche Heizstabdurchführung 5 dargestellt.The one shown in Fig. 1 in detail, designated as a whole with DH Pressurizer is an essentially cylindrical pressure vessel made of steel, which has a corrosion-resistant inner plating 1 on its inside austenitic steel is provided. The interior of the pressurizer DH is largely filled with water W, which is kept at boiling temperature during operation. Above the water seal W there is a (not shown in the drawing) Saturated steam room. The bottom wall 2 of the pressure holder, which is curved in the form of a bottom dome is over its surface with a large number of - preferably in a regular arrangement -vertically arranged through holes 3, through which each heating rods 4 are passed through by means of a heating rod bushing 5 in a pressure-tight and gas-tight manner. For the sake of simplicity, only such a heating rod bushing is shown in the drawing 5 shown.

Der Heizstab 4 ist ein rohrförmiger, aus korrosionsbeständigem Stahl bestehender Körper, in dessen Innerem die bei 4.1 und 4.2 angedeuteten elektrischen Zuleitungen elektrisch gegeneinander und ferner thermisch isoliert verlegt sind innerhalb eines Zuleitungs-Stabteils 4a, an den sich ein in das Behälter-Innere ragender Heiz-Stabteil 4b anschließt, der in seinem Innern an die elektrischen Zuleitungen 4.1, 4.2 angeschlossene, bei 4c schematisch angedeutete Widerstandsheizkörper enthält. Das Rohr des Heizstabes 4 ist zum Innenraum des Druckhalters DH ebenfalls druckfest und gasdicht abgeschlossen. Der Heizstab 4 ist auf seiner im Bereich der Durchgangsbohrung 3 liegenden axialen Länge 1 und darüber hinausgehend auch im Bereich des inneren axialen Überstandes ül und des äußeren axialen Überstandes U2 von einem Durchsteckrohr 6 mit Ringspalt 7 konzentrisch umgeben.The heating rod 4 is a tubular, made of corrosion-resistant steel existing body, inside the electrical indicated at 4.1 and 4.2 Supply lines are laid electrically insulated from each other and also thermally within a supply rod part 4a, to which a into the container interior protruding heating rod part 4b connects, which in its interior to the electrical leads 4.1, 4.2 contains resistance heating elements connected schematically at 4c. The tube of the heating rod 4 is also pressure-resistant to the interior of the pressure holder DH and sealed gas-tight. The heating rod 4 is on its in the area of the through hole 3 lying axial length 1 and beyond that also in the area of the inner axial protrusion ül and the outer axial protrusion U2 from a push-through tube 6 surrounded concentrically with an annular gap 7.

Das Durchsteckrohr 6, dec aus austenitischem Material besteht, ist in die Bohrung 3 der Druckhalterwand 2 eingewalzt und mit seinem in das Behälterinnere ragenden Ende 6a mit der Innenplattierung 1 fest durch Schweißen verbunden (Schweißnaht 8).The push-through tube 6, dec made of austenitic material, is rolled into the bore 3 of the pressure holder wall 2 and with his into the interior of the container The protruding end 6a is firmly connected to the inner cladding 1 by welding (weld seam 8th).

In seinem unteren Bereich 6b ist das Durchsteckrohr 6, wie noch weiter unten erläutert, mit dem Heizstab 4 über einen Ringflansch 6d dichtend verbunden.In its lower area 6b, the push-through tube 6 is, as will be seen further on explained below, sealingly connected to the heating rod 4 via an annular flange 6d.

Erfindungsgemäß mündet der Ringspalt 7 mit einem offenen Ende 7a in den Behälter-Innenraum. Dagegen ist er an seinem anderen, unteren Ende 7b durch eine als Ganzes mit 9 bezeichnete dichtende, lösbare Flanschverbindung abgeschlossen. Der Ringspalt 7 ist durch eine hülsenförmige Trennwand 10 in zwei im wesentlichen koaxiale Räume 11 (äußerer Raum) und 12 (innerer Raum) aufgeteilt. Diese Räume 11, 12 sind wie es Fig. 2 und 3 näher zeigen, durch im Bereich des geschlossenen Endes 7b des Ringspaltes 7 angeordnete Durchströmöffnungen 13 der Trennwand 10 miteinander verbunden derart, daß ein äußerer Fall raum 11 und ein innerer, am Heizrohr 4 anliegender Steigraum 12 für das Wasser W gebildet ist. Die Durchströmöffnungen 13 sind als gleichmäßig über den Umfang des fußseitigen Endes 7b verteilte Randaussparungen ausgeführt, wie es der Teilschnitt nach Fig.2 näher erkennen läßt. Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 3 zeigt auch, daß die hülsenförmige Trennwand 7 in Umfangsrichtung gewellt ist, wobei die auswärts gerichteten Wellenbäuche 7c am Innenumfang des Durchsteckrohres 6 und die einwärts gerichteten Wellenbäuche 7d am Außenumfang des Heizstabes 4 anliegen. Hierdurch wird eine Mehrzahl von über den Umfang verteilten Fallräumen 11 und Steigräumen 12 gebildet, deren Durchflußquerschnitt in radialer Richtung fast die gesamte Ringspaltbreite überstreicht, was einen relativ niedrigen Strömungswiderstand ergibt. Außerdem ist durch die Wellung eine präzise FUhrung für den Heizstab 4 gegeben.According to the invention, the annular gap 7 opens into with an open end 7a the interior of the container. In contrast, it is through at its other, lower end 7b a sealing, releasable flange connection designated as a whole with 9 completed. The annular gap 7 is essentially divided into two by a sleeve-shaped partition wall 10 divided coaxial spaces 11 (outer space) and 12 (inner space). These rooms 11, 12 are, as shown in more detail in FIGS. 2 and 3, by in the area of the closed end 7b of the annular gap 7 arranged through-flow openings 13 of the partition wall 10 with one another connected such that an outer case space 11 and an inner, on the heating tube 4 adjacent Riser space 12 for the water W is formed. The throughflow openings 13 are as Edge recesses evenly distributed over the circumference of the foot-side end 7b executed, as it can be seen in more detail in the partial section according to FIG. Fig. 2 in conjunction with Fig. 3 shows also that the sleeve-shaped partition 7 in the circumferential direction is corrugated, the outwardly directed wave lobes 7c on the inner circumference of the push-through tube 6 and the inwardly directed shaft lobes 7d rest on the outer circumference of the heating rod 4. This creates a plurality of fall spaces 11 and rise spaces distributed over the circumference 12 formed, the flow cross-section of which in the radial direction almost covers the entire width of the annular gap sweeps over, which results in a relatively low flow resistance. Also is Precise guidance for the heating element 4 is given by the corrugation.

Das fußseitige Ende der Trennwand 10 ist an der Stirnwand 14a eines den Heizstab 4 umgreifenden Befestigungsringes 14 angeschweißt (Schweißnähte 15, vgl. Fig. 2). Dieser Befestigungsring weist feinstbearbeitete Dichtflächen 14b an seinem Innenumfang sowie 14c an seinem Außenumfang, seiner unteren Stirnfläche und einer oberen geneigten Kegelfläche auf (Fig. 3).The foot-side end of the partition wall 10 is one on the end wall 14a the heating rod 4 encompassing the fastening ring 14 welded on (welds 15, see Fig. 2). This fastening ring has finely machined sealing surfaces 14b its inner circumference and 14c on its outer circumference, its lower end face and an upper inclined conical surface (Fig. 3).

Der Befestigungsring 14 stellt mithin zugleich einen metallischen Dichtring dar, der ein wesentlicher Bestandteil der lösbaren Flanschverbindung 9 ist. Im einzelnen ist der Befestigungsring 14 in eine entsprechende Aufnahmebohrung 6c des Durchsteckrohr-Flansches 6d eingepaßt und mit einem vom Heizstab 4 durchdrungenen und mit diesem verschweißten ringförmigen Gegenflansch 16 dichtend verbunden sowie auch in bezug auf die entsprechenden Dicht-Gegenflächen des Durchsteckrohr-Flansches 6d dichtend verspannt. Die aneinanderliegenden Dichtflächen 17 von Durchsteckrohr-Flansch 6d und Gegenflansch 16 sind im Bereich der Fuge mit Materialausnehnnngen 18 zur Verbesserung der elastisch-dichtenden Anlage versehen. Der Gegenflansch 16 weist an seinen beiden Stirnseiten Je einen angeformten Ringkragen 16a, 16b auf, die der Zentrierung des Befestigungsringes 14 bzw. einer äußeren Spannplatte 19 dienen und außerdem aufgrund ihrer relativ dünnen Wandstärke zur dichtenden Verschweißung mit dem Heizstab 4 (Ringschweißnähte 20) vorgesehen sind.The fastening ring 14 therefore also represents a metallic one Sealing ring, which is an essential part of the detachable flange connection 9 is. In detail, the fastening ring 14 is in a corresponding receiving bore 6c of the push-through pipe flange 6d fitted and penetrated by a heating rod 4 and with this welded annular counterflange 16 sealingly connected as well also with regard to the corresponding sealing mating surfaces of the push-through pipe flange 6d tightly clamped. The abutting sealing surfaces 17 of the push-through pipe flange 6d and counter flange 16 are in the area of the joint with material extensions 18 to Improvement of the elastic-sealing system provided. The counter flange 16 has on each of its two end faces a molded ring collar 16a, 16b, which the Centering of the fastening ring 14 or an outer clamping plate 19 are used and also due to their relatively thin wall thickness for sealing welding with the heating rod 4 (ring welds 20) are provided.

Die lösbare und dichtende Flanschverbindung 9 wird ergänzt durch die Spannplatte 21, die koplanar zur Spannplatte 19 angeordnet ist und den Durchsteckrohr-Flansch 6d hintergreift, d.h. auf das Durchsteckrohr 6 aufgeschoben ist. Die vorzugsweise ringförmige Gegenspannplatte 19 ist mit Durchsteckbohrungen 19a für die Dehnschrauben 22 versehen, und dementsprechend weist die Spannplatte 21 zu den Bohrungen 19a gleichachsige und entsprechend über den Umfang verteilte Gewinde-Sacklöcher 23 auf. Die mit Außensechskant 22a, Mutter 22b und Beilagscheibe 22c über die Gegenspannplatte 19 hervorstehenden Dehnschrauben sind mit ihren Gewindeenden 22d in den Gewindesacklöchern 23 verankert, so daß der Gegenflansch 16 von der Gegenspannplatte 19 durch Anziehen der Muttern 22b fest gegen den Durchsteckrohr-Flansch 6d und den Befestigungsring 14 gezogen werden kann, wobei die Sechskantvorsprünge 22a zum Ansetzen von das Mitdrehen der Dehnschrauben 22 verhinderndem Werkzeug bzw. zum Einschrauben der Dehnschrauben in die Sacklöcher 23 dienen. Mithin ist ein leichtes Auswechseln des Heizstabes 4 ermöglicht.The releasable and sealing flange connection 9 is supplemented by the Clamping plate 21, which is arranged coplanar to the clamping plate 19, and the push-through pipe flange 6d engages behind, i.e. is pushed onto the push-through tube 6. The preferably annular counter-clamping plate 19 is provided with through-holes 19a for the expansion screws 22 is provided, and accordingly the clamping plate 21 is coaxial with the bores 19a and threaded blind holes 23 distributed accordingly over the circumference. The one with an external hexagon 22a, nut 22b and washer 22c protruding beyond the clamping plate 19 Expansion screws are anchored with their threaded ends 22d in the threaded blind holes 23, so that the counter flange 16 from the counter clamping plate 19 by tightening the nuts 22b pulled tightly against the push-through pipe flange 6d and the fastening ring 14 can be, wherein the hexagonal projections 22a for attaching the co-rotation of the Expansion screws 22 preventing tool or for screwing in the expansion screws serve in the blind holes 23. This means that the heating element can be changed easily 4 allows.

Die Wirkungsweise der Naturumlauf-Kühlung ergibt sich wie folgt.The mode of action of natural circulation cooling is as follows.

Der Fallraum 11 wird vom Druckhalterwasser mit Sättigungstemperatur durchströmt, danach tritt das Wasser durch die Durchströmöffnungen 13 in den Steigraum 12 ein, in welchem dem Umlaufwasser durch den Heizstab 4 Wärme zugeführt wird, wodurch im Umlaufwasser Dampf entsteht. Der Dampfgehalt der bis zum Austritt des Umlaufwassers aus dem Steigraum von 0 bis etwa 1 X zunimmt, bewirkt im Steigraum 12 eine geringere Wasserdichte als im Fallraum 11, wodurch sich eine Wasser-Umwälzgeschwindigkeit bei einer praktischen Ausführungsform von etwa 0,15 m/s ergeben hat. Die hülsenförmige Trennwand 10, die bevorzugt als Wellrohr wie dargestellt ausgebildet ist, hat neben der Trennung zwischen Steig- und Fallraum 11, 12 die schon erwähnte Funktion, den Heizstab über die Länge der Trennwand zu führen, d.h. sowohl bei der Montage und Demontage als auch während des Betriebes, wobei der Heizstab bei Schwingungsanregung durch die Wasserbewegung im Druckhalter auf einer größeren Länge sicher und schwingungsdämpfend gehalten wird.The fall space 11 is from the pressurizer water with saturation temperature flows through, then the water passes through the flow openings 13 in the riser space 12 a, in which the circulating water by the heating rod 4 heat is supplied, whereby steam is produced in the circulating water. The steam content of up to the outlet of the circulating water increases from 0 to about 1 X from the riser space, causes a smaller one in the riser space 12 Watertightness than in the falling space 11, which results in a water circulation speed in a practical embodiment of about 0.15 m / s. The sleeve-shaped Partition wall 10, which is preferably designed as a corrugated pipe as shown, has next to the separation between the rising and falling space 11, 12 the already mentioned function, the Guide the heating rod over the length of the partition, i.e. both during assembly and Dismantling as well as during operation, whereby the heating rod when vibrating Safe and vibration-damping over a greater length thanks to the movement of water in the pressurizer is held.

Der Uberstand ü1, mit dem das Durchsteckrohr 6 in den Druckhalter DH ragt, verhindert, daß etwaige Verunreinigungen, die sich im unteren Bereich des Druckhalterbodens ansammeln, in den Fallraum 11 gelangen können. Der Überstand U2 des Durchsteckrohres 6 nach unten ergibt einerseits den erforderlichen Montageraum für die Flanschverbindung 9, andererseits in Verbindung mit dem Uberstand ül eine Vergrößerung der schwingungsdämpfenden und führenden Abstützung des Heizstabes durch den hülsenförmigen Körper 12.The overhang ü1, with which the push-through tube 6 in the pressurizer DH protrudes, prevents any impurities that are in the lower part of the Accumulate pressurizer bottom, can get into the fall chamber 11. The overhang U2 of the push-through tube 6 downward on the one hand results in the required assembly space for the flange connection 9, on the other hand in connection with the overhang ül one Enlargement of the vibration-damping and guiding support of the heating rod the sleeve-shaped body 12.

Die Erfindung ist nicht nur auf Druckhalter, sondern auch auf andere Druckbehälter anwendbar, die mit Heizstabdurchfüurungen versehen sind, wobei auch eine andere Art der Heizung, z.B.The invention applies not only to pressurizers but to others as well Applicable pressure vessels, which are provided with Heizstabdurchfüurungen, where also another type of heating, e.g.

eine Dampfheizung, vorgesehen sein kann.a steam heater, can be provided.

3 Figuren 5 Patentansprtlche3 Figures 5 patent claims

Claims (5)

PatentansrUche Druckfeste Heizstabdurchführung für ein flüssiges, verdampfbares Medium enthaltende Druckbehälter, vorzugsweise für Druckhalter von Kernreaktoranlagen, mit mindestens einem elektrischen Heizstab, der mit einem Heiz-Stabteil in das Innere des Behälters ragt und der mit einem unbeheizten, die elektrischen Zuleitungen aufnehmenden Zuleitungs-Stabteil durch eine Durchgangsbohrung der bodenseitigen Behälterwand hindurchragend angeordnet ist, wobei der Heizstab zumindest auf seiner im Bereich der Durchgangsbohrung liegenden axialen Länge von einem Durchsteckrohr mit Ringspalt umgeben ist und wobei das Durchsteckrohr mit der Behälterwand und der Heizstab mit dem Durchsteckrohr dichtend verbunden sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß der Ringspalt (7) zum Behälterinneren offen ist, dagegen an seinem anderen Ende (7b) durch die dichtende Verbindung zwischen Heizstab (4) und Durchsteckrohr (6) abgeschlossen ist, und daß der Ringspalt durch eine hülsenförmige Trennwand (10) in zwei im wesentlichen koaxiale Räume aufgeteilt ist, die mittels im Bereich des geschlossenen Endes des Ringspaltes angeordnete Durchströmöffnungen (13) der Trennwand miteinander kommunizieren und einen äußeren Fallraum (11) sowie einen inneren, am Heizrohr anliegenden Steigraum (12) für das Medium bilden.Patent claims Pressure-resistant heating rod feedthrough for a liquid, Pressure vessels containing evaporable medium, preferably for pressurizers from Nuclear reactor plants, with at least one electric heating rod, which is with a heating rod part protrudes into the inside of the container and the one with an unheated one, the electric one Feeder rod part through a through-hole on the bottom Container wall is arranged protruding through, the heating rod at least on its axial length of a push-through pipe lying in the area of the through-hole is surrounded with an annular gap and wherein the push-through tube with the container wall and the heating rod is connected to the push-through pipe in a sealing manner, d u r c h g e k It is noted that the annular gap (7) to the inside of the container is open, however at its other end (7b) through the sealing connection between the heating rod (4) and push-through tube (6) is completed, and that the annular gap by a sleeve-shaped Partition wall (10) is divided into two substantially coaxial spaces, which by means of through-flow openings arranged in the area of the closed end of the annular gap (13) of the partition communicate with each other and an outer fall space (11) as well form an inner riser space (12) for the medium, which lies against the heating pipe. 2. HeizstabdurchfUhrung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hülsenförmige Trennwand (10) in Umfangsrichtung gewellt ist, wobei die auswärts gerichteten Wellenbäuche (7c) am Innenumfang des Durchsteckrohres (6) und die einwärts gerichteten Wellenbäuche (7d) am Außenumfang des Heizstabes (4) anliegen.2. HeizstabdurchfUhrung according to claim 1, characterized in that the sleeve-shaped partition (10) is corrugated in the circumferential direction, the outward directed shaft lobes (7c) on the inner circumference of the push-through tube (6) and the inward aligned shaft lugs (7d) on the outer circumference of the heating rod (4). 3. Heizstabdurchführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das fußseitige, die Durchströmöffnungen (13) aufweisende Ende der hülsenförmigen Trennwand (10) an der Stirnwand (14a) eines den Heizstab (4) umgreifenden Befestigungsringes (14) angeschweißt ist, der in die Aufnahmebohrung eines Durchsteckrohr-Flansches (16d) eingepaßt und mit einem vom Heizstab durchdrungenen und mit .em verschweißten Gegenflansch (16) dichtend im bezug auf le@ eren sowie im bezug auf den Durchsteckrohr-Flansch (Wj verspannt ist.3. Heating rod bushing according to claim 1 or 2, characterized in that that the foot-side, the throughflow openings (13) having the end of the sleeve-shaped Partition wall (10) on the end wall (14a) of a fastening ring encompassing the heating rod (4) (14) is welded into the mounting hole of a push-through pipe flange (16d) fitted and with one of the heating rod imbued and with .em welded counterflange (16) sealingly in relation to le @ eren as well as in relation to on the push-through pipe flange (Wj. 4. Heizstabdurchführung a h Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenflansch (19, lt einem den Befestigungsring (14) zentrierenden Ringkragen 16a) versehen ist.4. Heating rod leadthrough a h claim 3, characterized in that the mating flange (19, lt an annular collar centering the fastening ring (14) 16a) is provided. 5. Heizstabdurchführung nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch ringförmige, vom Durchsteckrohr bzw. Heizstab durchdrungene, den Durchsteckrohr-Flansch ;6d) und den Gegenflansch (16) hintergreifende, vorzugsweise ringförmige Spannplatten (19, 21) mit über ihren Umfang vertei'ten Dehnschrauben (22) zum dichtenden Aneinanderpressen von Durchsteckrohr-Flansch und Gegenflansch.5. Heating rod bushing according to claim 3 or 4, characterized by ring-shaped, penetrated by the push-through pipe or heating rod, the push-through pipe flange ; 6d) and the mating flange (16) engaging behind, preferably ring-shaped clamping plates (19, 21) with expansion screws (22) distributed over their circumference to press them together to form a seal of push-through pipe flange and counter flange.
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