DE1709155A1 - Kernreaktor-Druckbehaelter aus Spannbeton und Verfahren zur Vorspannung eines solchen Behaelters - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen für Kernreaktoren bestimmten Druckbehälter aus Spannbeton und gibt zugleich auch ein besonders vorteilhaftes Verfahren zum Aufbringen der Vorspannung auf einen solchen Behälter an.

Im Zuge der Entwicklung auf dem Gebiet des Reaktorbaues werden hinsichtlich der Druckbelastung und der Temperaturbelastung ständig steigende Anforderungen an den Druckbehälter (üblicherweise auch als "Pressure Vessel" bezeichnet) gestellt. Der Konstruktion des Druckbehälters kommt also immer größere Bedeutung zu.

iür gasgekühlte, graphitmoderierte Natururan-Reaktoren ist es bereits bekannt, den Druckbehälter als vorgespannten Beton-Zylinder mit in Umfangsrichtung verlaufenden Spanngliedern

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(sogenannten "Ringspanngliedern") auszubilden. Dabei hat sich gszeigt, daß der Werkstoff Spannbeton die bestehenden Anforderungen voll zu erfüllen vermag. Zugleich hat sich aber auch gezeigt, daß das Problem der Vorspannung der Behälter in Ringrichtung durchweg noch unbefriedigend gelöst ist, mit der 3¹OIge, daß auf der Suche nach einer optimalen Lösung praktisch bei jedem der bisher gebauten Reaktor-Druckbehälter zur Vorspannung W ein anderer Weg beschritten wurde. Dies läßt sich ganz allge- ^ mein auf die Tatsache zurückführen, daß die bisherigen Vorspannungsverfahren \'Ti üblichen Spannbetonbau ausgehen, bzw. nicht auf die speziellen Bedürfnisse von Reaktor-Druckbehältern zugeschnitten sind.

Hochbelastete Reaktor-Druckbehälter aus Spannbeton müssen, damit die auftretenden Kräfte mit der geforderten Sicherheit aufgenommen werden können, mit großen Spannkräften in der Größenordnung bis zu mehreren 1 000 t pro Meter Behälterhöhe ^ vorgespannt werden, und zwar derart, daß sich möglichst keine Störungen des Spannungszustandes in der Behälterwandung ergeben. Weiterhin soll es vorzugsweise möglich sein, im Laufe der Zeit einzelne Spannkabel nachzuspannen oder auszuwechseln. Im übrigen muß natürlich in jedem Fall der Aufwand für das Aufbringen der Vorspannung auf die Behälterwandung in wirtschaftlich vertretbaren Grenzen bleiben. Diese Forderungen lassen sich mit den bisher zur Herstellung von vorgespannten Druckbehältern gebräuchlichen Vorspannungsverfahren, von denen die wichtigsten

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nachfolgend umrissen werden, nicht ausreichend erfüllen, und zwar umso weniger, je größer die auf den Druckbehälter einwirkenden Belastungen sind.

Unter den zum Aufbau von Reaktor-Druckbehältern derzeit am häufigsten benutzten Vorspannungsverfahren ist in erster Linie das sogenannte "Lisenenverfahren" zu nennen. Bei diesem Verfahren werden ein oder mehrere Spannglieder so um den Behälter herumgelegt, daß sich eine Umschlingung ergibt. Die Enden der einzelnen Spannglieder werden überkreuz gelegt und % gegen am Behälter angebrachte Ankervorsprünge, die Lisenen, vor- ^ gespannt und verankert. Dadurch wird zwar das Anbringen von Spannkabeln grofier Spannkräfte möglich, wie sie sich an sich als richtig erwiesen haben. Es ergeben sich aber die Nachteile, daß der Spannungssustand der Behälterschale (deren Außenform mitunter sogar völlig auf das Spannverfahren und nicht auf die statisch besten Gesichtspunkte ausgerichtet sein muß) erheblich durch die Lisenen gestört wird und daß durch das Übergreifen der Spannglieder im Bereich der Lisenen (die in der Regel eine , Länge von 1 m bis 1,2 m längs des Behälterumfanges haben) sowie durch die zur Einleitung der Spannkräfte erforderlich· schlaffe Armierung ein erheblicher Stahlbedarf entsteht. Damit ist dieses Verfahren konstruktiv ungünstig und außerdem unwirtschaftlich.

Zwei andere Vorspannungsverfahren, die beim Bau von Druckbehältern eine gewiss· praktische Bedeutung erlangt haben, sind das sogenannt· "Wickelverfahren" und das sogenannte "Faßreifenverfahren¹¹. Bei den Wickelverfahren wird ein Spannglied,

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dessen Länge ein Mehrfaches des Behälterumfanges beträgt, unter Spannung spiralig um den Behälter herumgewickelt, während bei dem "Faßreifenverfahren¹¹ ein Stahlring, ähnlich einem Faßreifen, auf den leicht konisch ausgebildeten Behälter aufgeschlagen wird. Diesen beiden Verfahren ist gemeinsam, daß sie verankerungslos arbeiten und eine ziemlich gleichmäßige Spannungsverteilung ermöglichen, aber nur für Behälter mit geringer Vorspannung geeignet bzw. wirtschaftlich sind. So ist das Wickelverfahren, (das im übrigen auch die Forderung des Nachspannens oder Auswechselns des Spanngliedes nicht erfüllt) bis zu Vorspannkräften von 100 bis 200 t pro Meter Behälterhöhe wirtschaftlich günstig, während die beim Faßreifenverfahren möglichen Spannkräfte sogar noch wesentlich kleiner sind. Diese beiden Verfahren scheiden damit für den Bau von hochbelasteten Druckbehältern aus.

Weiterhin ist noch das Verfahren der segmentweisen Herstellung des Druckbehälters zu erwähnen, bei dem der Druckbehälter segmentweise hergestellt und die Vorspannung entsprechend segmentweise aufgebracht wird. Dadurch ergibt sich zwar der Vorteil, daß die unvermeidlich in den Spanngliedern längs des Behälterumfangs auftretenden Spannkraftverluste infolge Rgibung verhältnismäßg gering werden, jedoch sind, abgesehen davon, daß beim Schliessen des letzten Segmentabschnitts ein Kompromiß eingegangen werden muß, eine Vielzahl von Verankerungen erforderlich, die ähnlich wie beim Lisenenverfahren unwirtschaftlich sind und auch zu starken Störungen im Spannungszustand der Behälterschale führen. Damit

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ist ebenfalls das Segmentverfahren für den Bau hochbelasteter Druckbehälter ungeeignet.

Neben den vorangehend erörterten Verfahren sind noch einige weitere Vorspannungsverfahren bekannt, die jedoch schon bisher in die Praxis des Druckbehälter-Baues keinen nennenswerten Eingang gefunden haben und hier nur der Vollständigkeit halber aufgeführt werden sollen. Bei einem dieser Verfahren werden um die Behälterschale herumgelegte geschlossene Stahlringe verwendet, die mit untergelegten, gegen die Behälterschale abge- ™ stützten Spannklötzen von der Behälterschale abgezogen werden, um diese unter Spannung zu setzen. Dabei sind jedoch höhere Spannkräfte nicht möglich. Bei einem anderen dieser Verfahren werden vor dem Einbau vorgespannte Spannglieder verwendet, was sich aber infolge des großen Arbeitsaufwandes nicht bewährt hat. Bei einem dritten dieser Verfahren schließlich wird die Vorspannung durch Erwärmung des Spannstahls aufgebracht. Dabei sind jedoch keine hohen Spannkräfte erzielbar, da die für den Stahl ohne Gefahr eines Festigkeitsverlustes zulässigen Iempe- J raturen viel zu gering sind, um die zulässigen Spannungen der g hochfesten Spannstähle auszunutzen.

Mit der Erfindung soll demgegenüber ein Reaktor-Druckbehälter geschaffen werden, der alle bestehenden Forderungen optimal erfüllt, d.h. der auch bei größeren und größten Spannkräften (beispielsweise solchen von mehr als 1000 t pro Meter Behälterhöhe) in wirtschaftlich vertretbarer Weise und ohne Störung des

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Spannungszustandes vorgespannt werden kann und der in einfacher Weise ein Auswechseln oder Nachspannen der Spannkabel ermöglicht.

Um dieses Ziel zu erreichen, geht die Erfindung aus von denjenigen Druckbehälter-Typen, bei denen die Spannkabel in einem in sich geschlossenen Ring um die Behälterschale herumgeführt sind. Das Kennzeichen der Erfindung testent darin, daß ringförmig um den Behälter herumgelegte Spannkabel-Ab- ^ schnitte an jeweils ihren Enden durch ein sie verbindendes ^ Kopplungsstück unmittelbar gegeneinander abgestützt sind. Vorzugsweise ist das Kopplungsstück dabei lösbar ausgebildet.

Der Vorschlag der Erfindung beruht in folgerichtiger Erkenntnis der Gegebenheiten auf der Überlegung, daß die bislang bestehenden Probleme beseitigt werden können, wenn geschlossen umlaufende Spannglieder verwendet werden, diese aber nicht vor dem Einbau geschlossen und nach dem Einbau lediglich unter Spannung gesetzt werden, sondern erst nach dem Einbau und nach dem Aufbringen der Spannkräfte zu einem geschlossenen Ring W verbunden werden. Dadurch gelingt es in äußerst zweckent- ψ sprechender Weise, ganz erhebliche Vorspannungskräfte zu erzeugen, ohne daß in der Behälterschale an der Spannstelle Störungen des Spannungszustandes auftreten. Im Ergebnis vereinigt mithin die Erfindung die Vorteile der bekannten mit Endverankerung vorgespannten Druckbehälter (nämlich diekonzentrierten Spannkabel hoher Spannkraft) mit dem Vorteil der bekannten, mit geschlossenen Ringen vorgespannten Druckbehälter (nämlich dem Fortfall der behälterseitigen Verankerungen) ohne daß die

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Nachteile der bisher bekannten Druckbehälter (insbesondere hinsichtlich ihrer unwirtschaftlichen Herstellung) in Erscheinung treten.

Die durch den Vorschlag der Erfindung möglich gewordene einfache Erzeugung selbst großer Spannkräfte zwingt zu einer besonderen Beachtung der Reibungsverhältnisse zwischen den Spannkabeln und der Behälterwandung, damit längs der Spannkabel durch Reibungsverluste keine allzugroßen Verluste an ,

Spannkraft eintreten. In dieser Hinsicht können die üblichen, bekannten Maßnahmen zur Verminderung der Reibung zwischen den ' Spannkabeln und der Behälterwand verwendet werden (z.B. die Verlegung der Spannkabel in mit CKeltmitteIn ausgepreßten Hüllrohren oder die Verwendung einer Vibration während des Spannvorganges), wobei ggf. auch noch pro Spannglied mehr als eine Spannstelle (also mehr als ein Eopplungsstück) vorgesehen sein können.

In einer bevorzugten Aueführungsform der Erfindung

ist jedoch jeder Spannkabel-Ring polygonartig um die Behälter- J wandung herumgelegt, wobei jeder !Führungskasten eich mittels | einer zwischengelegten hochgleitfähigen Folie aus z.B. Teflon auf eine an der Behälterwandung befestigte Gleitplatte abstützt. Diese Maßnahme reduziert - falls im Bereich zwischen den Führungskasten keine Berührung zwischen den Spannkabeln und der Behälterwandung erfolgt - die Reibungsverluste so wesentlich, daß pro Spannkabel-Ring selbst bei sehr großen Behälterumfangelängen eine einzige Spannetelle voll genügt.

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Die Spannkabel können, wenn es auf die Forderung nach Auswechselbarkeit oder liachspannbarkeit nicht ankommt, mit nachträglichem Verbund verlegt sein, wobei der Verbundbeton dann zugleich die Rolle des Korrosionsschutzes übernimmt.

In der Regel, und insbesondere bei hochtemperaturbeanspruchten Druckbehältern, kann jedoch auf die Auswechselbarkeit bzw. liachspannbarkeit der Spannkabel-Ringe nicht verzichtet P werden. In diesen Fällen ist bevorzugt vorgesehen, daß die ^ Spannkabelringe mit den Kopplungsstücken ohne Verbund auf der Behälter-Außenseite angeordnet sind, und daß im Abstand außen um die Behälter eine Schale herumgelegt ist, v/obei der Zwischenraum zwischen dieser Schale und dem Behälter mit Heißluft bespühlt ist. Dadurch ist der Korrosionsschutz für die Spannkabel-Ringe sichergestellt, und zugleich ergeben sich auch noch Vorteile hinsichtlich der Temperatur-Isolierung des Druckbehälters.

Der erfindungsgemäße Druckbehälter läßt sich mit einem ^ besonder einfachen Spannverfahren herstellen, auf das sich die Erfindung ebenfalls bezieht. Dieses Spannverfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Spannkabel-Abschnitte mittels einer Spannpresse, die an in der Fähe der Spannkabel-Enden angebrachten Hilfsankern angreift, zusammengezogen werden, daß danach die Spannkabel-Enden mittels einer Kopplung miteinander verbunden werden und daß anschließend die Spannpresse sowie die Hilfsanker wieder abgenommen werden.

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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei stellen dar:

Pig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform eines

erfindungsgemäßen Druckbehälter im

Querschnitt, · j

Fig. 2 im vergrößerten Maßstab das Detail II der

Fig. 1,
Fig. 3a bis 3d eine schematische Erläuterung des Aufbringens der Spannkräfte auf die bei

Fig. 1 verwendeten Spannkabel, Fig. "4 eine schematische Erläuterung einer Modifikation des Aufbringens der Spannkräfte auf die bei Fig. 1 verwendeten

Spannkabel,
Fig. 5 im vergrößerten Maßstab das Detail V %

der Fig. 1, ^

Fig. 6 einen Schnitt in der Ebene VI-VI der

Fig. 5 und
Fig. 7 einen mit zusätzlichen Merkmalen ergänzten Schnitt in der Ebene VII-VII der Fig.

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Daö zeichnerisch dargestellte Ausführungsbeispiel des D:?uckbehälters bezieht sich auf die gebräuchliche Behälterform eines aufrecht stehenden Zylinders mit Kreisquerschnitt. Ebensogut kann der Druckbehälter aber auch z.B. die Form einer Kugel haben, wenn dies in speziellen Fällen erforderlich sein sollte. Die nachfolgenden Ausführungen gelten dabei für die Kugelform sinngemäß.

Wie sich am deutlichsten aus Pig. 1 ergibt, besteht die Wandung 2 des Druckbehälters aus Beton. Sie besitzt eine beträchtliche Wandstärke, d^t meistens in der Größenordnung von einigen Metern liegt. Außen um die Behälterwandung 2 herum sind gesonderte Spannkabel 3 (von denen in Pig. 1 nur eines sichtbar ist) gelegt, die jeweils an ihren Enden an einer Spannstelle 1 zusammengezogen und zu einem geschlossenen Ring verbunden sind. Diese Spannkabel 3 verlaufen jeweils in einer Horizontalebene und folgen in Richtung der Behälterhöhe in einem geeigneten, durch den jeweiligen Anwendungsfall bestimmten Abstand aufeinander. Die Spannstellen 1 der einzelnen Spannkabel 3 können, aber müssen nicht unbedingt in der Höhe aufeinanderfolgend gegeneinander versetzt sein.

Jedes der Spannkabel 3 setzt sich aus einem Bündel von hochfesten Spannetählen 8, z.B. gerippten Sigma-Ovaldrähten der Stahlsorte St 145/160, zusammen, wobei sich die Anzahl der zu einem Spannkabel zusammengefaßten Spannstähle nach der jeweils vorgesehenen Spannkraft richtet. Die Lage der Spannstähle

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zueinander kann dabei in den Bereichen zwischen den Spannstellen 1 innerhalb der Spannkabel geordnet oder ungeordnet sein.

Zum Aufbringen der Spannkräfte auf die Spannkabel 3 wird zweckmäßig in der in Pig. 3a bis 3d schematisch erläuterten Weise vorgegangen. Danach werden zunächst bei jeder Spannstelle 1 in der Nähe der beiden Enden der Spannkabel zwei HilfBanker 4 angebracht. Sie Länge der Spannkabel 3 ist dabei im ungespannten Zustand etwas geringer bemessen als die Umfangelänge der Behälterwandung 2, so daß zwischen den Enden der Spannkabel ein % Abstand 13 verbleibt (Pig. 3a), der größenordnungsmäßig dem ^ für das Aufbringen der Spannkraft auf die Spannkabel erforderlichen Dehnweg entspricht. Dies ermöglicht es, mittels einer an den Hilfsankern 4 symmetrisch in bezug auf die Achse der Spannkabel angreifenden, durch die Pfeile 6 schematisch angedeuteten Spannpresse geeigneten Bauart die Enden der Spannkabel 3 nahe zusammenzuziehen und damit die Spannkabel 3 unter die entsprechende Vorspannung au setzen (Pig. 3b).

Die Hilfeanker 4 sind soweit von den Enden der Spannkabel 3 entfernt, daß noch zwischen den HilfBankern ein Kopplungestück 5 angebracht werden kann (I¹Ig. 3c), solange die Enden der Spannkabel durch die an den Hilfeankern 4 angreifende Spannpresse 6 im susaamengesogenen Zustand gehalten sind. Dieses Kopplungsstück 5 verbindet die Spannkabel 3 zu einem geschlossenen, die erforderliche Vorspannung aufweisenden Ring. Nach dem Anbringen des Kopplungsstückes 5 können die Spannpresse 6 und die Hilfeanker

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abgenommen werden, so daß sich die endgültig fertige Spannstelle 1 (Pig. 3d) ergibt. Die Hilfsanker lassen sich für das Vorspannen weiterer Spannkabel erneut verwenden.

Die Hilfsanker 4 bestehen in der Praxis zweckmäßig, wie im einzelnen in Fig. 2 dargestellt, aus einem Satz miteinander verschraubbarer Klemmplatten 7, und entsprechend ist das Kopplungsstück 5 zweckmäßig als Satz miteinander verschraub- ^ barer Klemmplatten 9 ausgebildet. Diese Klemmplatten können fe Stahl-Klemmplatten sein, wobei jedoch vorzugsweise das Plattenmaterial etwas weicher gewählt ist, als das Material der Spannstähle 8. Dadurch können sich die Rippen der Spannstähle beim Verschräuben der Klemmplatten in diese eindrücken, so daß sich eine sichere Haftung zwischen den Klemmplatten und den Spannstählen ergibt. Zu erwähnen ist dabei noch, daß die einzelnen Spannstähle zwischen den Klemmplatten in geordneter Lage angeordnet sind, damit ihre sichere Verbindung mit den Klemmplatten auf jeden Fall gewährleistet ist.

Eine alternative Methode des Aufbringens der Spannkraft

auf die Spannkabel 3 ist in Fig. 4 erläutert. Dort sind die Spannkabel 3 mit einander leicht übergreifenden Endbereichen 3¹ versehen und praktisch unmittelbar an ihren Enden mit Hilfsankern 4¹ verbunden. Natürlich dürfen diese Hilfsanker nicht auch zugleich sine Verbindung mit den jeweils anderen Enden der Spannkabel 3 besitzen, was sich aber leicht dadurch erreichen läßt, daß die jeweils anderen Enden der Spannkabel 3 an den den

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einen Enden zugeordneten Hilfsankern vorbeigeführt bzw. mit Spiel durch diese hindurchgeführt sind.

Die übergreifenden Endbereiche 3¹ der Spannkabel 3 sind so lang gewählt, daß zwischen den HilfBankern 4' noch eine Spannpresse (schematisch durch die Pfeile 6' angedeutet) angesetzt und - nachdem die Hilfsanker 4¹ durch die Spannpresse 6¹ um den erforderlichen Dehnweg auseinandergedrückt sind - ein dem Kopplungsstück 5 entsprechendes Kopplungsstück angeordnet werden kann. %

Die Methode gemäß Fig. 4 besitzt gegenüber der Methode ^j gemäß Mg. 3 den Vorteil, daß die Spannpresse 6^f eine auf Druck wirkende Spannpresse einfacher Bauart sein kann, die schon bei kleinen Abmessungen eine beträchtliche Leistung besitzt. Demgegenüber muß bei der Methode gemäß Pig. 3 die Spannpresse in der Regel eine Hohlkolbenpresse oder eine Doppelzylinderpresse sein und ist daher etwas aufwendiger. Auf der anderen Seite ist natürlich bei der Methode gemäß Jig. 4 der Spannstahlverbrauch wegen der übergreifenden Endbereiche 3' etwas größer, was unter ^ Umständen den Vorteil der Verwendung einer etwas einfacheren Spannpresse wieder aufwiegt.

Beiden Methoden gemäß Mg. 3 und 4 ist jedoch der Vorteil gemeinsam, daß sie auch bei großen und größten Spannkräften verwendet werden können und daß sie in jedem Fall ein in einem geschlossenen Ring vorgespanntes Spannkabel ergeben, ohne daß während

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des Spannvorganges oder für den Endzustand an der Spannstelle irgendeine Verankerung der Spannkraft im Beton erforderlich ist. Irgendwelche Störungen des Spannungszustandes in der Behälterwandung durch örtliche Krafteinleitungen sind damit ausgeschlossen. Weiterhin ergeben beide Methoden aber auch den Vorteil der Nachspannbarkeit bzw. Auswechselbarkeit der Sparmkabel, denn es ist jederzeit möglich, wieder die Hilfe tiker und die Spannpresse anzusetzen, das Kopplungsstück zu lösen, die Kabel nachzuspannen (odr■■<" aber zu entlasten und zum Er--tz geg:; gxn neues Kabel abzunehu■·>·..> ' danach dan Γ · 'ingssti 1" " ":ar anzubringen.

Die Anzahl der Spannstellen 1 pro Spannkabel richtet sich nach den jeweiligen Gegebenheiten. Dabei 1ε· natürlich anzustreben, möglichst mit einer einzigen Spannstelle pro Spannkabel auszukommen. Dieses Ziel läßt sich auch ohne weiteres erreichen, wenn sichergestellt ist oder Maßnahmen dafür getroffen sind, daß der um die Behälterwandung herumgelegte Spannkabelring eine möglichst geringe Reibung gegenüber der Behälterwandung besitzt. Je höher nämlich diese Reibung ist, desto größer sind auch die Spannkraftverluste, die von der Spannstelle aus längs des Spannkabelringes eintreten.

Maßnahmen zur Reibungsverminderung zwischen den Spannkabeln und der Behälterwandung sind bereits in verschiedenen Variationen bekannt. So ist es beispielsweise möglich, die

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Spannkabel in mit einem Gleitmittel (z.B. Öl) gefüllten Hüllrohren zu verlegen oder aber die Spannkabel während des Einspannens mit einer Rüttelvorrichtung zu beaufschlagen, die eine

Vibration in die Spannkabel einführt und dadurch die normaler-

in die wesentlich geringere Gleitreibung

weise vorhandene Haftreibung/überführt. Diese bekannten Maßnahmen lassen sich auch im Rahmen der Erfindung ohne weiteres

nur verwenden, aber sie gewährleisten nicht in jedem Fall, daß/eine einzige Spannstelle pro Spannkabel angebracht zu werden braucht. ™ Vielmehr sind insbesondere bei größeren Umfangslängen der Behälter in der Regel mehr als eine Spannetelle erforderlich, damit die Spannkraftverluste längs der Spannkabel nicht zu groß werden.

Demgegenüber hat sich im Rahmen der Erfindung als ganz besonders zweckmäßig jedoch eine Maßnahme zur Reibungsverminderung erwiesen, die in Pig. 1 in Verbindung mit Flg. 5 und 6 erläutert ist und die selbst bei sehr großen Umfangelängen der Behälter zu dem Ergebnis führt, daß eine einzige Spannstelle J pro Spannkabel genügt.. -

Gemäß dieser Maßnahme sind die Spannkabel 3 nicht flach anliegend um die Behälterwandung 2 herumgelegt, sonde»in mehr oder weniger regelmäßigen Abständen über U-fönnige Führungskästen 10 geführt (wobei sie Innerhalb dieser Führungskasten durchaus eine zufällige, ungeordnete Lage zueinander haben können). Diese Führungskasten 10 sind ihrerseits auf ihrer Unterseite mit einer (!leitfolie 11 aus Teflon/ versehen und ruhen

'od. dgl.

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auf einer mit der Behälterwandung verbundenen Gleitplatte 12 aus Edelstahl od. dgl. Sie sind im übrigen mit ihrem Abstand von der Bgliälterwandung 2 so bemessen, daß die Spannkabel 3 einen polygonartigen Verlauf um die Behälterwandung herum haben und im Bereich zwischen den Polygon-Ecken (also im Bereich zwischen den Führungskasten 10) nicht die Behälterwandung 2 berühren.

Dadurch wird die gesamte Reibung zwischen den Spannka-™ bein 3 und der Behälterwandung 2 reduziert auf die zwischen den P Teflon-Folien 11 und den Edelstahlplatten 12 auftretende Reibung. Diese Reibung ist außerordentlich gering und führt selbst dann, wenn keine Vibration während des Spannens verwendet wird, zu extrem niedrigen Spannkraftverlusten. So hat sich beispielsweise in einem praktischen Fall eines Behälters von 24 m Durchmesser unter Verwendung einer Spannkraft von 560 t pro Spannkabel gezeigt, daß sich mit 22 Führungskasten 10, die im Abstand von rund 1,70 m voneinander angeordnet sind, an dem der Spannk stelle diametral gegenüberliegenden Funkt der Spannkabel 3 ^ ein Spannkraftverlust von weniger als 9 Ί» eingestellt.

Ein solcher geringer Spannkraftverlust macht die Verwendung von mehr als einer Spannstelle pro Spannkabel völlig entbehrlich und führt im übrigen zu dem Vorteil, daß über den gesamten Behälterumfang infolge der praktisch gleichmäßigen Umlenkkräfte aus der Vorspannung ein gleichmäßiger Außendruck vorhanden ist. Zwar wird dabei die Vorspannung punktweise,

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nämlich nur an den Umlenkßtellen der Spannkabel 3 (die sich im Bereich der Führungskasten 10 ergeben) in die Behälterwandung eingeleitet, doch stört dies wegen der erheblichen Wandstärke der Behälterwandung in keiner V/eise,

Die Verwendung der G-leitplatten 12, ggf. in Verbindung mit den Teflon-Glsitfolien 11, ist nicht auf den Bereich der Führungskasten 10 (also der Umlenkstellen) beschränkt, sondern kann ebenso gut auch an den Spannstellen 1 erfolgen. Dies ist besonders für die Hilfsanker 4 wichtig, die während des Spannvorganges eine Gleitbewegung relativ zur Behälterwand 2 auseine solche führen müssen. Fig. 2 zeigt aö^exÄeajEacoßaigex:Anordnung einer

Gleitplatte 12 im Bereich einer Spannstelle 1.

Die besonderen Vorteile der Erfindung werden ganz besonders deutlich, wenn noch die Tatsache in Betracht gezogen wird, daß bei Reaktor-Druckbehältern der Konstruktionsbeton in der Regel hohen Temperaturen ausgesetzt ist. Das Verhalten des _Λ Betons bei hohen Temperaturen ist nämlich insbesondere in bezug ™ auf das verstärkt auftretende Kriechen und Schwinden noch wenig I bekannt. Daher ist nicht grundsätzlich auszuschließen, daß bei den Behältern unvorhergesehene, durch die Temperatureinflüsse bedingte Spannkraftverluste entstehen. Diese Spannkraftverluste können durch ein Nachspannen oder Auswechseln der Spannkabel jedoch jederzeit ausgeglichen werden.

In der Praxis treten in einem Reaktor-Druckbehälter erhebliche Temperaturen auf. Diese Temperaturen können nicht

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unmittelbar auf die Behälterwandung 2 zur Einwirkung gebracht werden, weil die für den Beton zulässigen Maximaltemperaturen nur gering sind und weil außerdem die zulässige Temperaturdifferenz zwischen der Innenseite und der Außenseite der Behälterwandung wegen des verhältnismäßig geringen Bereichs der zulässigen Betonspannungen sehr klein ist. Dies hat zur folge, daß die Behälterwandung auf der Innenseite mit einer sehr guten Innen-Wärmeisolierung versehen sein muß. Im weiteren Verfolg des Er-V findungsgedankens ist es jedoch möglich, in einfacher Weise den P Aufwand für diese Wärmeisolierung zu vermindern, und zwar ausgehend von der Tatsache, daß ohnehin Maßnahmen getroffen sein müssen, um die außen um die Behälterwandung herumlaufenden Spannkabel 3 gegen Korrosion zu schützen. Ein solcher Korrosionsschutz kann nämlich nicht wegen der förderung der Nachspannbarkeit bzw. Auswechselbarkeit der Spannkabel - durch Anbetonieren einer dünnen Schutzschicht oder durch Aufbringen von Torkretbeton - erfolgen, sondern muß so beschaffen sein, daß die ^ Nachspannbarkeit oder Auswechselbarkeit der Spannglieder erhalten bleibt.

In Fig. 7 ist dargestellt, daß im Abstand um den Druckbehälter herum eine dünne Schale H aus Stahlbeton angeordnet ist, wobei der Zwischenraum 15 zwischen der Behälterwandung und dieser Schale mit trockener Heizluft aufgeheizt wird. Die Schale hat dabei nur die Aufgabe, einen Luftabschluß sicherzustellen. Ihr Abstand von der Behälterwand ist zweckmäßig so be-

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messen, daß der Zwischenraum 15 zur Kontrolle der Spannkabel 3 und der Behälteraußenseite begehbar ist.

Durch eine solche Bespülung der Behälteraußenseite mit Heizluft wird zweierlei erreicht: Erstens wird der Korrosionsschutz für die außen auf der Behälterwand umlaufenden Spannkabel 3 gewährleistet, und zweitens ermäßigt die Aufheizung der Behälteraußenseite entweder bei gleichgehaltener Innenisolierung die Temperaturspannungen im Beton oder aber bei gleichgehaltener Temperaturdifferenz die erforderliche Innenisolierung. Dies % führt zu wesentlichen zusätzlichen Vorteilen. Zwar kann, solange ^ noch Icein Beton mit hohen zulässigen Temperaturen entwickelt ist, auf eine Innenisolierung des Druckbehälters nicht vollständig verzichtet werden, doch bringt schon eine Ausnutzung einer Betontemperatur von 100 bis 150⁰G, wie sie bei den gegenwärtigen Betonqualitäten möglich erscheint, eine beträchtliche Kostenersparnis mit sich. Hit zunehmender zulässiger Betontemperatur steigt aber die wirtschaftliche Bedeutung der in fig. 7 erläuterten Maßnahme noch mehr an, zumal sie ja zugleich auch einen * Ersatz für die sonst erforderlich werdenden Korrosionsschutzmaßnahmen darstellt.

Abschließend sei noch erwähnt, daß, wenn auf die Forderung nach Nachspannbarkeit bzw. Auswechselbarkeit der Spannglieder verzichtet wird, auch ein nachträglicher Verbund der Spannglieder mit der Behälterwand vorgesehen sein kann, beispielsweise dadurch, daß nach dem Spannen der Spannglieder außen auf der Behälterwand eine Korrosions-Schutzschicht aus Beton aufgebracht wird.

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- Ansprüche -

Claims (8)

1. Ansprüche :

   u) Kernreaktor-Druckbehälter aus Spannbeton, bei dem die P Spannkabel in einem in sich geschlossenen Ring um die Behälterfe schale herumgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß ringförmig um den Behälter herumgelegte Spannkabel-Abschnitte (3) an jeweils ihrem Ende durch ein sie verbindendes Kopplungsstück (5) unmittelbar gegeneinander abgestützt sind.
2. 2. Kernreaktor-Druckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopplungsstück (5) ein lösbares Kopplungsstück ist.
3. 3. Kernreaktor-Druckbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

   " gekennzeichnet, daß das Kopplungestück (5) aus miteinander verschraubten, die Enden der Spannkabel-Abschnitte (3) klemmend erfassenden Klemmplatten (9) besteht, deren Material etwas weicher ist als das Material der Spannkabel.
4. 4. Kernreaktor-Druckbehälter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß pro Spannkabel-Ring (3) mehr als ein

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   Kopplungsstück (5) vorgesehen ist, wobei die Kopplungsstücke bei den einzelnen Spannkabel-Ringen ggf. gegeneinander versetzt angeordnet sind.
5. 5. Kernreaktor-Druckbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß pro Spannkabel-Ring (3) vorzugsweise nur ein einziges Kopplungsstück (5) vorgesehen ist, und daß der-Spannkabel-Ring über mehrere, im Abstand voneinander angeordne- ^ te Führungskasten (10) polygonartig um die Behälterwandung (2) herumgelegt ist, wobei jeder Führungskasten sich mittels einer zwischengelegten Gleitfolie (11) aus z.B. Teflon auf eine an der Behälterwandung befestigte Gleitplatte (12) aus z.B. Stahl abstützt.
6. 6. Kernreaktor-Druckbehälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Kopplungsstückes (5) eine weitere, an der Behälterwandung (2) befestigte Gleitplatte angeordnet Jj ist, auf der sich das Kopplungsstück, ggf. über eine zwischengelegte Gleitfolie abstützt.
7. 7. Kernreaktor-Druckbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannkabel-Ringe (3) mit den Kopplungsstücken ohne Verbund auf der Behälter-Außenseite angeordnet sind und daß im Abstand außen um die Behälter eine Schale (14) herumgelegt ist, wobei der Zwischenraum (15) zwischen dieser Schale und dem Behälter mit Heißluft bespült ist.

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8. 8. Verfahren air Herstellung eines Druckbehälters gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannkabelabschnitte (3) mittels einer Spannpresse (6) die an in der Nähe der Spannkabel-Enden angebrachten Hilfsankern (4) angreift, zusammengezogen werden, daß danach die Spannkabelenden mittels einer Kopplung (5) fest miteinander verbunden werden und daß anschließend die Spannpresse sowie die Hilfsanker wieder abgenommen werden.

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