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Verschlußelement für eine Druckentlastungsöffnung eines
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Reaktorgebäudes.
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Die Erfindung betrifft ein Verschlußelement für eine Druckentlastungsöffnung,
die sich in einer Wand eines Reaktorgebäudes befindet und mit einer Metall- oder
Kunststoff-Folie verschlossen ist, wobei die Folie mittels einer über Spannschrauben
einstellbaren Klemmverbindung an ihrem Rand gehalten ist, deren Festhaltekraft nur
so groß ist, daß beim Aufbau eines unzulässigen Druckes die Folie aus ihrer Randbefestigung
schlüpft.
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Zwischen verschiedenen Räumen einer Kernreaktoranlage befinden sich
verschlossene Druckentlastungsöffnungen die bei Auftreten eines unzulässigen Druckes
freigegeben werden müssen.
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Während des ungestörten Betriebszustandes der Reaktoranlage herrscht
in den aneinandergrenzenden Räumen der gleiche Druck. Gegebenenfalls kann aus radiologischen
Gründen ein geringer Differenzdruck von etwa 100 N/m2 erforderlich sein. Falls keine
abschirmende Wirkung notwendig ist, genügt zum luftdichten Verschluß der Entlastungsöffnungen
eine Metall- oder Kuststoff-Folie.
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Ein Verschlußelement der eingangs genannten Art ist in der deutschen
Patentanmeldung P 31 06 044.7-33 beschrieben. Dort wird unter Zwischenschaltung
von Unterlegscheiben die Folie mittels Schrauben gegen einen Dichtstreifen gespannt.
Obwohl ein gleichmäßiges Anziehen aller einer Entlastungsöffnung zugeordneten Schrauben
mit Hilfe eines Drehmomentschlüssels möglich ist, ergibt sich dort eine starre Verbindung
in die auch die Folie einbezogen ist. Aufgrund dieser starren Verbindung ist es
beim Auftreten eines unzulässigen Druckes nicht auszuschließen, daß die Folie reißt
und nicht in der erwünschten Weise aus schlüpft. Weiterhin hat es sich als nachteilig
gezeigt, daß die Unterlegscheiben nur auf einen Teilbereich des außerhalb des Querschnitts
der Entlastungsöffnung befindlichen Folienrandes wirken, so daß ein Einreißen der
Folien im Bereich des Außenrandes einer Unterlegscheibe möglich ist. Außerdem ist
der Abstand zwischen zwei Unterlegscheiben so groß bemessen, daß der Verschluß undicht
werden kann. Ein verspätetes Ansprechen der Entlastungsöffnung sowie ein während
des Normalbetriebes der Reaktoranlage unerwünschter Luftübertritt wäre die Folge.
Die Verwendung unterschiedlicher Werkstoffe für Unterlegscheibe und Dichtstreifen
führt wegen des unterschiedlichen Reibwiderstandes zur Behinderung des Schlüpfvorganges.
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Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe für ein Verschlußelement
der eingangs genannten Art eine verbesserte Befestigung der Folie anzugeben, die
einen gleichmäßigen und leicht einstellbaren Anpreßdruck im gesamten Randbereich
der Folie gewährleistet sowie ein Schlüpfen der Folie aus der Klemmverbindung bei
Auftreten eines unzulässigen Druckes sicherstellt.
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Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß
die
Folie in ihrem eingeklemmten Randbereich zwischen zwei Dichtungen angeordnet ist,
deren der Folie zugewandten Flächen den gleichen Reibungswiderstand aufweisen und
daß die Spannschrauben unter Zwischenschaltung eines einstellbaren Tellerfederpaketes
einen den Randbereich abdeckenden Spannrahmen gegen eine Dichtung presst.
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Ein gleichmäßiger Anpreßdruck und gleiche Reibungswiderstände im gesamten
Klemmbereich schaffen ein präzis ansprechendes Verschlußelement.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Spannrahmen aus einzelnen
Spannleisten gebildet, die jeweils an ihren Stoßstellen von einer zwei aneinandergrenzenden
Spannleisten zugeordneten Spannschraube durchsetzt sind.
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Damit wird die Herstellung des Spannrahmens vereinfacht und trotzdem
eine den gesamten Folienrand erfassende Klemmwirkung erzielt. Außerdem erfolgt eine
bessere Anpassung an die Dichtungen.
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Zur gleichmäßigen Einstellung der Federkraft ist jedem Tellerfederpaket
eine Distanzhülse mit einer der erforderlichen Anpreßkraft entsprechenden Längserstreckung
zugeordnet.
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Anhand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnungen Fig. 1-3 wird
das Verschlußelement beschrieben.
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Dabei zeigt Fig. 1 einen Teilbereich einer Kernreaktoranlage, Fig.
2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 einen in größerem MaBstab
dargestellten Teilbereich eines Schnittes durch eine Entlastungsöffnung entlang
der Linie III der Fig. 2.
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In Fig. 1 ist ein Raum 1 einer nicht weiter dargestellten
Kernreaktoranlage
im Längsschnitt dargestellt, der von einer Betonabschirmung 2 umgeben und von einem
Betonriegel 3 verschlossen ist. Die Betonabschirmung 2 stellt Innenwände einer Kernreaktoranlage
dar. Im Raum 1 ist ein Dampferzeuger 4 angeordnet, zu dem eine von einem nicht dargestellten
Kernreaktor kommende Primärkühlmittelleitung 5 führt. Während dem Normalbetrieb
der Reaktoranlage wird aufgrund des aktivitätsführenden Primärkühlmittels im Raum
1 gegenüber dem angrenzenden Raum 6 ein Unterdruck von höchstens 100 N/m2 herrschen.
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Damit wird sichergestellt, daß bei Normalbetrieb der Anlage keine
eventuell aktivierte Luft über undichte Wände in den Raum 6 gelangen kann. Bei einem
unzulässigen Druckanstieg im Raum 1 frei werdende Druckentlastungsöffnungen 7 sind
während des Normalbetriebs der Anlage mit einer 0,2 mm dicken Metallfolie verschlossen.
In der Fig. 2 sind mehrere Entlastungsöffnungen 7 zu erkennen die von über den Öffnungsrand
8 hinausragenden Folien 9 verschlossen sind.
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Wie aus der Fig. 3 zu ersehen ist, ist die Folie 9 auf einer Zwischenkonstruktion
10 befestigt, die praktisch eine Verlängerung der in der Betonabschirmung 2 angeordneten
Entlastungsöffnung 7 ist. Dazu ist an einem Stahlwinkel 11, der eine Randverstärkung
der Entlastungsöffnung 7 darstellt, ein Kragen 12 aus U-förmigem Stahlprofil angeschweißt.
Ein Winkelprofil 13 ist unter Zwischenlage eines Dichtungsstreifens 14 mittels Schrauben
15 an dem Kragen 12 befestigt. Mit seinem freien Schenkel 14 bildet das Winkelprofil
13 einen umlaufenden Rand innerhalb dessen das erfindungsgemäße Verschlußelement
angeordnet ist. Die Folie 9 ist an ihrem zu klemmenden Randbereich zwischen zwei
Flachdichtungen 15, 16 angeordnet. Dabei weisen die der Folie zugewandten Flächen
der Dichtungen 15,16 den gleichen Reibungswiderstand auf. Auf der Oberseite der
dem
Winelprofil 13 abgewandten Dichtung 16 ist ein aus mehreren Spannleisten 17 bestehender
Spannrahmen 18 angeordnet. Spannschrauben 19 durchsetzen die Spannleisten, die zwei
Dichtungen, die Folie sowie das Winkelprofil und greifen in ein im Kragen 12 befindliches
Gewinde 20. Zwischen einer Scheibe 21 und dem Spannrahmen 18 ist ein Tellerfederpaket
22 angeordnet. Über eine das Tellerfederpaket übergreifende Distanzhülse 23 läßt
sich die Federkraft einfach und präzise einstellen. Jeder Spannschraube des Verschlußelements
ist ein Tellerfederpaket mit der gleichen Anzahl Tellerfedern und eine Distanzhülse
gleicher Höhe zugeordnet. Die Spannschrauben werden soweit angezogen, daß sich die
zwischen der Scheibe 21 und dem Spannrahmen 18 erstreckende Distanzhülse noch axialspielfrei
drehen läßt. Die Folie erfährt dadurch an allen Spannstellen den erforderlichen
Anpreßdruck. Sind aufgrund der Geometrie der Entlastungsöffnung die Abstände zwischen
den einzelnen Spannschrauben und somit auch die erforderliche Anpreßkraft pro Spannschraube
unterschiedlich, so wird die Länge der jeweiligen Distanzhülse auf die notwendige
Anpreßkraft abgestimmt. Durch die Anordnung zwischen zwei Dichtungen gleicher Oberflächenbeschaffenheit
und somit gleichen Reibungswiderstandes verbunden mit dem gleichen Anpreßdruck wird
bei dem Ansprechen des Verschlußelements die Folie ohne Beschädigung aus der Randbefestigung
schlüpfen. An den Stoßstellen 24 der Spannleisten 17 befindet sich jeweils eine
Spannschraube 19, die die Enden zweier Spannleisten beaufschlagt. Bei entsprechender
Wahl des Spannleistenquerschnitts und der Länge der einzelnen Spannleisten bringt
eine Verspannung ausschließlich an den Stoßstellen eine ausreichende Klemmwirkung.
Damit die Folie 9 durch den Schaft der Spannschrauben beim Aus schlüpfen nicht gehindert
wird ist die Durchführung jeder Spannschraube 19 durch die Folie als Schlitzloch
(nicht dargestellt) ausgebildet, das nach dem Folienrand hin offen ist.
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