Auslegung von Seilgehängen nach KTA 3902 Kontaminationsschutz bei BE-Behälterhandhabung Verlängerung der WKP-IntervalleSeilgehänge nach
KTA 3902
Hublastbei-
wert
Traglastkon-
zept
Nennspann-
ungskonzept
KTA-Ausschuß
Kontamina-
tion
Bei der Konstruktion von Lastaufnahmemitteln (LAM) im Gültigkeitsbereich der KTA 3902 werden häufig auch Seile oder komplette Seilgehänge als LAM eingesetzt.
Bei der Dimensionierung und Auslegung der Seilgehänge gibt es allerdings immer wieder Diskussionen mit Gutachtern über die Interpretation der Regelungen in der KTA 3902 für Seile.
So wurde in der Vergangenheit in Einzelfällen die Auffassung vertreten, bei der Dimensionierung von Seilen müsse der Hublastbeiwert gemäß KTA 3902, Abschn. 6.1.1 bzw. 7.1.1 zusätzlich zu der geforderten Traglastabminderung von 50% berücksichtigt werden.
Die Argumentation stützte sich i.W. darauf, dass der für Tragwerke anzusetzende Hublastbeiwert die dynamischen Einflüsse beim Anheben oder Absetzen einer Last zahlenmäßig erfasst und somit auch bei dem dynamisch beanspruchten Bauelementen Seil, Kette, Schäkel usw. berücksichtigt werden müsse.
Dieser Auffassung können wir uns nicht anschließen denn der Dimensionierung von Seilen, Ketten und Schäkeln liegt das sog. Traglastkonzept zugrunde. Danach wird - zur einfacheren Handhabung durch den unkundigen Anwender eine zulässige Traglast (z.B. 5 t) auf dem Bauelement angegeben. Alle zusätzlich auftretenden dynamischen Einflüsse werden in Form von erhöhten Sicherheitsbeiwerten bereits vorab mit eingerechnet. So werden Seile mit Bruchsicherheiten zwischen 6 und 8 dimensioniert und nachgewiesen.
Demgegenüber basiert der Nachweis von Tragwerksteile auf dem Nennspannungskonzept gemäß DIN 15018. Darin wird in einem detaillierten Nachweisverfahren auch unter Berücksichtigung der dynamischen Einflüsse ein Spannungsnachweis gegen die Streckgrenze mit einer Sicherheit von lediglich 1,5 geführt.Hier verlangt die KTA 3902 - völlig berechtigt - einen besonderen Sicherheitszuschlag für 4.3-Komponenten z.B. in Form eines erhöhten Hublastbeiwertes (H4) und/oder eines Redundanzfaktors.
Es ist deshalb nicht erforderlich einerseits die hohen Sicherheiten aus dem konservativen Traglastkonzept verbunden mit der geforderten zusätzlichen Abminderung um 50% und die zusätzliche Lasterhöhung durch den Hublastbeiwert und den Redundanzfaktor andererseits zu berücksichtigen.
Auch die Argumentation nach der es sicherheitstechnisch bedenklich ist die Abminderung der zulässigen Traglast um 50% sowohl im Abschnitt 6 (4.2-Auslegung) als auch im Abschnitt 7 (4.3-Auslegung) in gleicher Höhe vorzunehmen kann nicht als Begründung herangezogen werden nun doch unterschiedliche Hublastbeiwerte und den Redundanzfaktor zusätzlich einzubeziehen.
Um die diskutierte Fragestellung und den damit verbundenen Interpretationsspielraum endgültig zu klären, haben wir eine offizielle Anfrage zu diesem Thema an den KTA-Ausschuß gestellt.
In der Beantwortung wurde klargestellt, dass die bisher gängige Nachweismethode für Seile, Ketten, Schäkel und andere Serienteile nach dem Traglastkonzept verbunden mit der geforderten Abminderung um 50% weiter angewendet werden kann.
Die Berücksichtigung eines Hublastbeiwertes und/oder eines Redundanzfaktors ist nur für Spannungsnachweise z.B. an Tragwerksteilen nach DIN 15018 oder DIN 18800 erforderlich.
Einen zusätzlichen Sicherheitsbeiwert bei der Bemessung von 4.3-Komponenten über die 50%-Abminderung hinaus ist nach KTA 3902 nicht erforderlich.
Wie kann die erneute Kontamination eines bereits gereinigten BE-Behälters beim Wenden mit dem Vertikalgehänge vermieden werden?
Bei der Handhabung eines BE-Behälters im Kontrollbereich vor und nach der Beladung mit abgebrannten Brennelementen werden typische Arbeitsabläufe durchlaufen. Der BE-Behälter wird auf dem Schleuswagen (DWR) aufgerichtet oder direkt in vertikaler Position (SWR) in den Kontrollbereich eingebracht. Nach der Vorbereitung zum Beladen wird er in des BE-Lagerbecken oder das separate Beladebecken eingetaucht und nach der Beladung wieder in umgekehrter Reihenfolge heraustransportiert. Zwischendurch wird er auf der Reaktorbühne abgesetzt und sorgfältig gereinigt (Dekontaminiert).
Zur Handhabung wird i.d.R ein Vertikal- oder Innengehänge eingesetzt.
Aufgrund der verschärften Anforderungen an die Sauberkeit der Behälteroberfläche ist es problematisch den Behälter nach der Reinigung nochmals mit dem Vertikalgehänge anschlagen und transportieren zu müssen.
Die besondere Problemstellung besteht darin, dass die Laschen des Vertikalgehänges durch das Eintauchen in das Beckenwasser und frühere Handhabungen selbst kontaminiert sind und die Gefahr einer erneuten Kontamination nach der Reinigung insbesondere der Behälterzapfen immer besteht.
Ein wirksamer Schutz dagegen z.B. durch Abdecken mit Folie ist nicht möglich, da ein direkter Kontakt zwischen Gehängelaschen und Behälterzapfen unerlässlich ist und beim Wenden des Behälters neben großen Flächenpressungen zusätzliche Reibbeanspruchungen an den Kontaktstellen auftreten.
Um das Problem zu lösen haben einige Kraftwerke bereits zusätzliche "saubere" Wendelaschen für ihre Vertikalgehänge angeschafft.Damit wird eine nachträgliche Kontamination des gereinigten BE-Behälters mit Sicherheit vermieden.