DE7341029U

DE7341029U - Absperrorgan

Info

Publication number: DE7341029U
Application number: DE19737341029U
Authority: DE
Original assignee: Brown Boveri Sulzer Turbomaschinen AG
Current assignee: Brown Boveri Sulzer Turbomaschinen AG
Priority date: 1972-11-17
Filing date: 1973-11-13
Publication date: 1974-04-04
Also published as: FR2207251B1; JPS4996315A; FR2207251A1; US3886964A; GB1444270A; CH552159A

Description

Dipl.-lnß.EansAlbraollt

Pot&r.tonwalt
Berlin 28

Edtlhofdamm U
"Telefon 401 28$$

Erovm Boveri-Sulzer Turbomaschinen Aktiengesellschaft·-. Z'irioh

Absperrorgan

Die Erfindung betrifft ein Absperrorgan an einer ein Medium von hoher Temperatur und von hohem Druck führenden Rohrleitung, insbesondere für ein Kernkraftwerk mit gasgekühltem Reaktor,'welches Absperrorgan ein Gehäuse mit einem Kanal für das Medium, im Gehäuse einen mittels einer Stellvorrichtung verstellbaren Absperrkörper zum Absperren bzw. Oeffnen des Kanals und Dichtungen zwischen dem Gehäuse und dem Absperrkörper· aufweist.

Im Kreislauf der Kernkraftwerke mit gasgekühltem Reaktor werden Rohrleitungen und Absperrorgane hohen Temperaturen und hohen inneren Drücken ausgesetzt.

In denjenigen Kernkraftwerken mit gasgekühltem Reaktor, in welchem -beim sogenannten Einkressystem- ein Medium im Reaktorteil des Kreislaufes als Kühlmedium und dasselbe Medium direkt im übrigen Teil des Kreislaufes als Betriebsmedium für die Gasturbine verwendet wird, werden zusätzliche Anforderungen und zwar auf die Dichtigkeit der Absperrorgane gestellt. Dies, weil das Medium beim Einkreissystem in dem ganzen Kreislauf durch radioaktive Spaltprodukte oder durch aktive Partikel verunreinigt werden kann.

Pt. BST 054
15.11.1972-Kb/Kl
Z.Nr. 5 471 079

Ein Absperrorgan, welches sich z.B. zwischen dem Realtor und der Turbine befindet, hat folgende Aufgaben zu erfüllen:

a) im Normalbetrieb befindet sich der Absperrkörper des Absperrorgans in Offen-Stellung, der Kanal steht offen und der Reaktorteil ist direkt mit dem übrigen Teil des Kreislaufes verbunden;

b) nach dem Abschalten des Reaktors, während der sogenannten Wärmeabfuhr, steht der Absperrkörper des Absperrorgans in der Sperrstellung und der Reaktorteil ist vom übrigen Teil des Kreislaufes abgetrennt;

c) während Inspektionen, Wartung oder Reparaturarbeiten im übrigen Teil des Kreislaufes, z.B. an der Turbine, steht der Absperrkörper des Absperrorgans in Sperrttellung und trennt den Reaktorteil vom übrigen Teil des Kreislaufes ab. Dabei muss es gewährleistet werden, dass

kein radioaktiv verseuchtes Medium aus dem Reaktorteil in den abgetrennten und bereits für die angeführten Arbeiten assanierten Teil des Kreislaufes eindringt. Diese, sub c) angeführte Wirkung ist mittels der herkömmlichen Absperrorgane nicht eindeutig erreichbar.

Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, ein Absperrorgan zu schaffen, bei welchem bei Sperrstellung des Absperrkörpers nicht nur. der Kanal für das Medium abgesperrt ist, sondern auch nicht einmal Spuren vom verseuchten Medium durchdringen können.

Dies wird am anfangs beschreibenen Absperrorgan dadurch erreicht, dass der Absperrkörper zwei Sperrwände aufweist, welche in der Sperrstellung des Absperrkörpers den Kanal

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Z.Nr. 5 471 079

hintereinander sperren und dabei im Kanal einen Sperrra.".;·:: abgrenzen, weiter dass der Raum das Gehäuses von der Aus:·:· wand des Gehäuses bis zum Kanal mittels einer zwischen den Ebenen der zwei den Kanal sperrenden Sperrwänden verlaufenden Trennwand in zwei Teilräume geteilt ist, und weiter, dass Mittel vorhanden sina, u.ti den Sperrraum mittels eines Sperrrnediuns zu füllen und dessen Druck im Sperrraum höhe-¹ zu halten als in den beiden Teilräumen.

Es ist zweckmässig, wenn jeder· der Teilräume mit einer Oeffnung versehen ist zum Abführen des Sperrmediums bzw. auch des Mediums und wenn die Stellvorrichtung des Absperrkörpers im Gehäuse untergebracht ist, und weiter, dass das Sperrmedium und das in der Rohrleitung geführte Medium sich einander gleich sind, wobei sich jedoch qualitativ das Sperrniedium von dem Medium durch seine Reinheit unterscheidet.

Im weiteren wird die Erfindung anhand vereinfachter¹ Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erklärt. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel im axialen Längsschnitt,

Fig. 2 dasselbe Ausfuhrungsbeispiel jedoch im Schnitt gemäss Linie II-TI in Fig. 1,

Fig. 3 das mittels Ringes III bezeichnete Detail aus Fig. 1 in vergrösserter Darstellung,

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel im axialsn Längsschnitt.

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An einer Rohrleitung 1 ist ein Absperrorgan mit einem Gehäuse 2 angebracht. Die Rohrleitung 1 ist ein Bestandteil eines Kreislaufes eines Kernkraftwerkes und führt radioaktiv-verseuchtes Helium als Medium von hoher Temperatur und von hohem Druck.

Das Gehäuse 2 weist einen Kanal 3 für das Medium auf. Im Gehäuse 2 ist ein Absperrorgan angeordnet, welches zwei Sperrwände 4 und 5 aufweist. In der Sperrstellung des Absperrkörpers sperren die Sperrwände 4 und 5 den Kanal 3 in Pachtung des Mediumsstromes hintereinander, in der Zeichnung sind die Sperrwände 4 und 5 in dieser Sperrstellung zeichnet. In der Sperrstellung grenzen im Kanal j5 die Sperrwände 4 und 5 zwischeneinander einen Sperrraum 6 ab.

Der Raum des Gehäuses 2 von der Aussenwand 7 des Gehäuses bis zum Kanal 3 ist mittels einer Trennwand 8, welche zwischen den Ebenen der zwei den Kanal ^ sperrenden Sperrwän.'Ie 4 und 5 liegt, in zwei Teilräume 9 und 10 geteilt. Es sind Mittel vorhanden zum Füllen des Sperrraumes 6 mittels eines Sperrmediunis und zum Halten eines höheren Druckes des Sperrmediurns im Sperrraum 6 als in den beiden Teilräumen 9 und 10 herrscht.

Es ist möglich, den Absperrkörper erfindungsgemäss als Tafelschieber, wie in Fig. 1 und 2 oder als Kugelschieber, wie in Fig. 4 gezeigt auszuführen.

Die beider, Teilräurr.e 9 und 10 sind je mit einer Oeffnung bzw. 12 versehen. Diese Oeffnungen 11, 12 erlauben, das

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Sperrmedium, welches in die Teilräume ζ), 10 aus dem Sperrraum 6 bzw. auch das Medium, welches in die Teilräume 9, 10 aus dem Kanal 3 eingedrungen ist, aus den Teilräumen 9, 10 wegzuführen.

Das Sperrmedium zum Füllen des Sperrraumes 6 und das in der Rohrleitung 1 geführte Medium sind einander gleich, wobei sich jedoch das Sperrmedium von dem Medium durch seine Reinheit unterscheidet. Im vorliegenden Fall ist das in der Rohrleitung 1 geführte Medium Helium, wobei das Sperrmedium reines Helium 1st. Das reine Helium vermischt sich itr Teilraum 10 (evtl. auch im Teilraum 9) roit dem radioaktivverseuchten Helium, welches dorthin aus der Rohrleitung 1 bzw. aus dem Kanal 3 durchgedrungen ist und wird durch die Oeffnungen 11 bzw. 12 aus den Teilräumen in eine nicht gezeichnete Reinigungsanlage für das Helium geführt und dann,dort gereinigt, wieder als Sperrmedium in den Sperrraum 6 geschickt. Eine Stellvorrichtung zum Bewegen des Absperrkörpers in die Sperr- bzw. Offenstellung ist in dem Gehäuse 2 untergebracht. Von der Stellvorrichtung sind in den Zeichnungen Servomotoren 13 in den Teilräumen 9, 10 gezeigt, welche mittels Konsolen Ik an dem Gehäuse 2 befestigt sind. Die Servomotoren 13 der Stellvorrichtung sind -gleich wie der Sperrraum 6- mit reinem Helium beaufschlagt.

Um das Absperrorgan kleinhalten zu können und zur Massenstrombegrenzung im Falle eines Rohrbruches, weist der

Teil der Rohrleitung 1, an welchem das Absperrorgan mit dem Gehäuse 2 und mit dem Kanal 3 angeordnet ist, ein

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Venturi-Rohr-Profil auf. Dabei befindet sich der Absperrkörper mit den Sperrwänden 4, 5 in der engsten Stelle dieses Venturi-Rohr-Profils. Zwischen dem Gehäuse 2 und den Sperrwänden 4, 5 des Absperrkörpers sind Dichtungen 15 angeordnet. Es sind ringförmige Balgendichtungen und zu den Sperrwänden 4, 5, wenn diese in der Sperroder Offenstellung stehen, anpressbar.

In dem Gehäuse 2 sind Räume 16, welche radial nach aussen an das Profil des Kanals 3 grenzen, vorhanden. Diese Räume sind mittels eines Kühlmediums beaufschlagbar, wodurch die Balgendichtungen., aber auch der übrige Raum im Gehäuse 2, gegen die hohe Temperatur des im Kanal 3 strömenden Mediums (Helium )geschützt werden. Als Kühlmedium wird in diesen Räumen 16 dasselbe, jedoch kühlere Medium benutzt, welches in der Rohrleitung 1 geführt wird. In dem vorliegenden Fall ist es also Heliurn, welches aus einem kühleren Teil des Kreislaufes der Anlage in diese Räume 16 durch eine nicht gezeigte Leitung zugeführt wird. Die Kühlung wird vorgenommen, wenn die Sperrwände 4, 5 in der Offenstellung stehen.

Wie es besonders in Fig. 2 und im Detail in Fig. 3 gezeigt ist, sind die Sperrwände 4, 5 des als Tafelschiebers ausgeführten Absperrkörpers je mit zwei Kreisoff mangen und 18 versehen. Die Kreisöffnungen YJ, welche in der Sperrstellung im Kanal 3 stehen, sind je mit einer Vollscheibe 19 ausgefüllt. Die Kreisöffnungen 18 sind je mit einer Ringscheibe 20 versehen. Diese Ringscheiben sind radial nach innen mit einer thermisch besonders widerstandsfähigen Schicht 21 versehen. Die Vollscheiben

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sowie die Ringscheiben 20 sind jeweils gegenüber der ..:;m:::twand 4 bzw. 5 mittels radial beweglichen Dichtungen "k?. abgedichtet und in der Sperrwand 4 bzw. 5 gehalten.

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Claims

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"η s ρ r ü ο h e '

1. Absperrorgan an einer ein Medium von hoher Temperatur und von hohem Druck führenden Rohrleitung, insbesondere für ein Kernkraftwerk mit gasgekühltem Reaktor, welches Absperrorgan ein Gehäuse mit einem Kanal für das Medium, im Gehäuse einen mittels einer Stellvorrichtung verstellbaren Absperrkörper zum Absperren bzw. Oeffnen des Kanals und Dichtungen zwischen dem Gehäuse und dem Absperrkörper aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Absperrkörper zwei Sperrwände (4,5) aufweist, welche in der Sperrstellung des Absperrkörpers den Kanal (3) hintereinander sperren und dabei im Kanal (3) einen Sperrraum (6) abgrenzen., weiter dass der Raum des Gehäuses von der Aussenwand (7) des Gehäuses (2) bis zum

Kanal (3) mittels einer zwischen den Ebenen der zwei den Kanal (3) sperrenden Sperrwänden (4,5) verlaufenden Trennwand (8) in zwei Teilräume (9/10) geteilt ist, und weiter, dass Mittel vorhanden sind, um den Sperrraum (6) mittels eines Sperrmediums zu füllen und dessen Druck im Sperrraum (6) höher zu halten als in den beiden Teilräumen (9* 10).

2. Absperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Absperrkörper als Tafelschieber ausgeführt ist (4,5 in Fig. 1).

3. Absperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Absperrkörper als Kugelschieber ausgeführt ist (4,5 in Fig. 4).

4o Absperrorgan nach Anspruch 1, dadurch g e~ kennze lehnet, dass jeder der Teilräume (9, 10) mit einer Oeffnung (11 bzw. 12) versehen ist zum Abführen des Sperrmediums bzw. auch des Mediums ο

5p Absperrorgan nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung (13) des Absperrkörpers im Gehäuse (2) untergebracht ist.

6. Absperrorgan nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung (13) mit dem Sperrmedium beaufschlagt wird.

7. Absperrorgan nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (3) für das
Medium ein Venturi-Rohr-Profil aufweist, wobei sich
der Absperrkö^per in der engsten Stelle dieses Venturi-Rohr-Prof ils befindet.

3» Absperrorgan nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungen (15)
zwischen dem Gehäuse (2) und den Sperrwänden ( 4,5)
des Absperrkörpers ringförmige Balgendichtungen sind, welche an die Sperrwände ( 4,5) anpressbar sind«,

9. Absperrorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (2) mindestens ein mit einem Kühlmedium beaufschlagbarer, an das
Profil des Kanals (3) radial nach aussen angrenzender Raum (16) angeordnet ist»

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-ιοί Oo Absperrorgan nach Anspruch 9» dadurch g ekennze ichnet, dasa der an das Profil dea Kanals (3) radial nach aussen angrenzende Raum (16) zum Kühlen mittels einer Leitung mit einem Teil der Kreislaufrohrleitung verbunden ist,in welchem jeweils ein gegenüber dem abzusperrenden Medium kühleres Medium führbar ist.

11 β Absperrorgan nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede der beiden Sperrwände ( 4,5) des Tafelschiebers in der Sperrstej-lung sowie in der Offenstellung je eine Kreisöffnung ( 17 bzw. 18) aufweist, wobei die im Kanal (3) in Sperrstellung stehende Kreisöffnung (17) mit einer Vollscheibe (19) ausgefüllt ist und die zweite Kreisöffnung (18) mit einer Ringscheibe (20) versehen ist, und dass die Scheiben (19» 20) jeweils gegenüber der Sperrwand ( 4 bzw. 5) mittels radial beweglichen Dichtungen (22) abgedichtet und in der Sperrwand ( 4 bzw. 5) gehalten sind.

12. Absperrorgan nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrraum (6) mittels einer Leitung mit einer Quelle eines reinen Mediums verbunden ist«,