DE1080705B - Greifereinrichtung fuer Kernreaktoren - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Greifereinrichtung für Kernreaktoren, die aus einem langen zylindrischen Gehäuse mit glatter Außenfläche besteht, an dessen einem Ende ein biegsames Kabel und an dessen anderem Ende eine Klinkenvorrichtung vorgesehen ist, welche mit dem an einem Ende eines Brennstoffelementes angebrachten radialen Schenkelkreuzarmen in Eingriff gebracht wird.

Es ist eine Greifereinrichtung für Kernreaktoren bekannt, die zum Entfernen bzw. Entladen von Brennstoffbauteilen aus dem Reaktorkern und zum Laden von Brennstoff bauteilen in den Reaktorkern hinein verwendet wird. Diese bekannte Greifereinrichtung wird durch ein Drehstöpselpaar bedient, welches sich in der oberen Abschirmung befindet. Die eigentliche Greifereinrichtung befindet sich dabei im kleineren Stöpsel, der wiederum exzentrisch im größeren Stöpsel sitzt. Die Greifereinrichtung wird durch Drehen der beiden Stöpsel über jede gewünschte Brennstoffbauteilgruppe im Reaktor gebracht. Um die Möglichkeit einer Beschädigung benachbarter Brennstoffbauteile hintanzuhalten, wird eine kanalförmige »Haltevorrichtung« verwendet, welche den auszubauenden Brennstoffbauteil umgibt und die um diesen liegenden Einheiten in ihrer richtigen Stellung hält.

Gemäß der Erfindung enthält das zylindrische Gehäuse einen Läufer, und die Klinkenvorrichtung besteht aus zwei gleichachsigen Hülsen, von denen die eine Hülse sich nach unten an den Boden des Gehäuses anschließt, während die andere Hülse mit dem Läufer gekuppelt und relativ zur ersteren Hülse gedreht werden kann, wobei die beiden gleichachsigen Hülsen eine Kupplungsvorrichtung bilden, mittels welcher das Brennstoffelement an seinen radialen Schenkelkreuzarmen erfaßt werden kann.

Die Erfindung soll nunmehr an Hand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden, und zwar zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht, . _ . ■ .

Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung entlang den Schnittlinien IH-III in Fig.l und

Fig. 4 eine Schaltungsanordnung zur Steuerung der Greifereinrichtung.

Fig. 1 zeigt eine elektromagnetisch betätigte Greifereinrichtung, welche ein zylindrisches Gehäuse 10 (aus Flußstahl) mit glatter Außenfläche und einen Flußstahlläufer 11 aufweist. Eine Solenoidwicklung 12 ist so angeordnet, daß sie einen gleichpoligen Magnetfluß hervorruft, wie dies durch die gestrichelten Linien 13 angedeutet ist. Dieser Magnetfluß durchsetzt sowohl das Gehäuse 10 und den Läufer 11 als auch die an diesen angebrachten Zähne oder Zinken

Greifereinrichtung für Kernreaktoren

Anmelder:

United Kingdom Atomic Energy Authority, London

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Schubert, Patentanwalt,
Siegen, Oranienstr. 14

Kenneth Henry Dent, Warrington, Lancashire

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

14 und 15 (s. auch Fig. 3). Eine Hülse 16 ist an einem Ring 17 angeschraubt, der wiederum mit dem Gehäuse 10 verschraubt ist. Eine Hülse 19 aus nichtmagnetischem rostfreiem Stahl, welche ,gleichachsig

^a5 mit der Buchse 16 verläuft, ist mittels Bolzen 18 am Läufer 11 befestigt. Die Hülse 19 ist mit drei Bajonettschlitzen 20 versehen, die mit Eingangsschlitzen 21 (s. auch Fig. 2) ausgebildet sind. Die Hülse 16 hat drei einfache Schlitze 22, die so angeordnet sind, daß sie mit den Eingangsschlitzen 21 der Hülse 19 übereinstimmen. Beide ,Hülsen haben Verkleidungen 23, 24, welche nach den Schlitzen 21, 22 führen. Eine Sonde 25 ist durch den Läufer 11 geführt. Diese Sonde, durch eine Feder 26 unter Spannung gehalten, ist mit einem Stößel 27 gekuppelt, welcher in losem Gleitsitz im Läufer 11 untergebracht ist. Der Stößel 27 weist ein abgestuftes Ende 28 auf, welches sich über die Kontaktstücke 29^ 30 der Schalter 31, 32 hinwegbewegt. Beim Anheben des Stößels 27 wird der

4ö Schalter 31 vor dem Schalter 32 betätigt. Der Läufer 11 bewegt sich entgegen der Kraft einer Feder 33, welche an einer Schraube 34 in einem Ring 47 und an Zapfen einer Platte 35 befestigt ist, die von Dübeln 36 im Läufer 11 gehalten ist. Die Bewegungsgrenze des Läufers ist durch die Zapfen festgelegt, welche mit einregelbaren Anschlägen 46 in Berührung stehen, die mit Abstand vom Ring 47 gehalten werden.

Der Läufer 11 lagert in Winkel-Kontakt-Lagern 37, 38 innerhalb von Buchsen 54 aus nichtmagneti-

go schem Werkstoff. Die Zähne 14 und 15 sind am Gehäuse 10 und am Läufer 11 jeweils durch Keile 39, 40 befestigt. Die Schalter 31, 32 sitzen auf einer Platte 41. Die nicht sichtbare Seite der Platte 41 hat einen Anschlußblock 49, in .welchem ein Kabel 42 an-

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geschlossen ist, das durch eine Öffnung 50 in der Platte 41 geführt ist. Das Kabel 42 hat eine Stahlverstärkung. Eine Verbindung 43 ist von der Wicklung 12 her über einen' Durchlaß 48 geführt. Das Kabel 42 wird durch einen Kabelschuh 44 geführt. Ein lösbarer Deckel 45 ist mit einem überhängenden Steg 51 und Verkleidungen 52 versehen. In Fig. 2 ist die Anordnung der drei Schlitzsätze 21., 22 gezeigt. Die Verkleidungen 24 auf der Hülse 16 sind an deren ganzem Umfang, die Verkleidungen 23 auf der Hülse 19 nur teilweise an derem Umfang vorgesehen. Der Bolzen 18 und die Sonde 25 sind ebenfalls gezeigt.

In Fig. 3 ist der Läufer 11 in der Stellung dargestellt, die er einnimmt, wenn die Wicklung 12 erregt wird. Der Weg des Magnetflusses ist durch die gestrichelte Linie 13 und die üblichen Zeichen 53 angegeben. Andere Teile dieser Figur, welche auch in Fig. 1 gezeigt sind, sind der Keil 39, die Zähne 14 und 15 und der Durchlaß 48. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Läuferzähne 15 um 6° von den Zäh- ao nen 14 auf dem Gehäuse 10 in der Erregungsstellung versetzt sind. Im unerregten Zustand beträgt die Verschiebung 20°.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Schaltdiagramm entsprechen die mit 12, 31, 32, 42, 43 und 49 numerierten Bestandteile den entsprechend numerierten mechanischen Bestandteilen in Fig. 1. Ein Gleichrichter 54 ist der Solenoidwicklung 12 vorgeschaltet. Die Achse einer Winde ist durch die gestrichelte Linie 55 angegeben. Vermittels der Winde wird der in Fig. 1 gezeigte Greifer am Kabel 42 gehoben und gesenkt. Dieses Kabel ist mit Schleifringen 56, die Bürsten 57 und Anschlüsse 58 bis 61 aufweisen, verbunden. Der Anschluß 61 ist über eine LampeLl mit einer Batterie 62 verbunden. Der Anschluß 60 ist mit einem Relais A mit zwei Kontakten Al und AT. verbunden. Das Relais A ist über einen Fußschalter FS mit der Batterie 62 verbunden. Der Anschluß 59 wird ebenfalls nach der Batterie 62 geleitet, jedoch über einen Nockenschalter CS", einen von Hand betätigten Unterbrechungsschalter MO und den Schalter FS. Der Schalter CS wird von einem drehbaren Nockenantrieb über ein Getriebe von der Windenachse her betätigt. Der Schalter CS und der Schalter MO haben drei Hauptschaltstellungen, und zwar eine Normalstellung N, eine Greifer-Auslösestellung RLSB und eine Greifer-Aufnehmestellung PU, wobei eine Lampe L2 vorgesehen ist, welche anzeigt, wann die Wicklung 12 erregt ist.

Der Betrieb der in Fig. 4 dargestellten Schaltungsanordnung und des Greifers soll nunmehr beschrieben werden. Es sei angenommen, daß sich der Greifer in einer normalen mittleren Stellung befindet und gesenkt werden soll, um z, B. ein Brennstoffelement an seinem am oberen Ende angebrachten dreischenkeligen Kreuz zu ergreifen und fortzuschaffen. Bei Beginn dieses Vorgangs liegen die in der Fig. 4 gezeigten Schalterstellungen vor. Die Winde wird angelassen, um den Greifer zu senken, und der Schalter FS wird heruntergedrückt, so daß die Batteriespannung (50 Volt) am beweglichen Arm des Schalters CS auftritt. An einem Punkt, der durch den Drehnocken bestimmt wird und bevor das Schenkelkreuz in die Schlitze 21, 22 (Fig. 1) eintritt, erreicht der Schalter CS die -P/y-Stellung, so daß die Wicklung 12 erregt wird und die Lampe L2 aufleuchtet. Die Schlitze 21, 22 der Hülse 19/16 sind dann in Übereinstimmung gebracht. Während des Absenkens des Greifers treten die Schenkel des Kreuzes in die Schlitze 21, 22 ein. Der Buckel oder die Erhöhung auf dem Schenkelkreuz berührt die Sonde 25, und dadurch tritt der Schalter 31 in Betrieb. Dieser läßt die Lampe Ll aufleuchten, welche der Bedienungsperson anzeigt, daß der Gegenstand in den Greifer eingetreten ist. Der Greifer wird dann noch weiter abgesenkt, bis die Schenkel des Brennstoffelementes gänzlich in die Schlitze 21, 22 eingedrungen sind.

Dann schließt sich der Schalter 32, das Relais A wird erregt, der Kontakt A1 schließt sich so, daß das Relais ohne Rücksicht auf den Kontakt 32 in Betriebszustand gehalten wird, und der Kontakt A 2 bewegt sich so, daß die Wicklung 12 aberregt wird Unter der Spannung der Feder 33 (Fig. 1) schließt sich der Greifer, um dadurch die Schenkel des Kreuzes in die Bajonettschlitze einzurasten. Daraufhin kann das Anheben stattfinden. Beim Anheben fallen die Schenkel auf den Boden der Bajonettschlitze, und der Schalter 32 öffnet sich. Das Relais A bleibt über seinen Haltekontakt A1 so lange erregt, bis die Bedienungsperson den Schalter FS öffnet.

Bei dem Auslösevorgang wird das Schenkelkreuz geerdet. Die Schenkel werden so weit in den Bajonettschlitzen angehoben, daß der Schalter 32 wieder in Tätigkeit tritt, und der Schalter FS wird ebenfalls betätigt. Das Relais A — und ebenfalls die Wicklung 12 — wird über den Schalter CS in der RLSB-S teilung erregt. Während der Greifer vom Schenkelkreuz weggehoben wird, öffnet sich der Schalter 32, gefolgt vom Schalter 31, und die Lampe Ll verlöscht. Wenn die Bedienungsperson den Schalter FS freigibt, wird das Relais A freigegeben, und die Einrichtung ist für den nächsten Hebevorgang bereit.

Für den umgekehrten Vorgang des Absenkens des Schenkelkreuzes ist ein anderer Greifer von ähnlicher Konstruktion vorgesehen, jedoch ist die Nockenschaltung geändert, um ein Aufnehmen am oberen Ende und ein Freigeben am unteren Ende des Laufweges zu ermöglichen. An Stelle von zwei Greifern wäre es möglich, eine Umkehrsehaltvorrichtung zwischen dem Schalter CS und den Kontakten A2 einzufügen, oder es können Maßnahmen getroffen werden, um den den Schalter CS betätigenden Nocken mit einem Umkehrantrieb nach dem Nocken hin voreilen zu lassen oder sie zu verzögern.

Bei dem hier näher beschriebenen Steuerungsverfahren wird also zunächst die Wicklung 12 erregt, die Schlitze 21, 22 auszurichten, und dann die Wicklung aberregt, um die Schenkel des Kreuzes in dieBajonettschlitze einzubringen. Die umgekehrte Reihenfolge wäre möglich, ist jedoch vielleicht nicht so betriebssicher, da ein Versagen der Kraftzufuhr nach der Wicklung 12 ein Herunterfallen des angehobenen Gegenstandes zur Folge haben könnte.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Zur Verwendung in einem engen lotrechten Kanal im Kernbauteil eines Kernreaktors geeignete Greifereinrichtung, bestehend aus einem langen zylindrischen Gehäuse mit glatter Außenfläche, an dessen einem Ende ein biegsames Kabel und an dessen anderem Ende eine Klinkenvorrichtung vorgesehen ist, welche mit den an einem Ende eines Brennstoffelementes angebrachten radialen Schenkelkreuzarmen in Eingriff gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Gehäuse (10) einen Läufer (11) enthält und daß die Klinkenvorrichtung aus zwei gleichachsigen Hülsen (16, 19) besteht, von denen die eine Hülse (16) sich nach unten an den Boden des Gehäuses (10) anschließt, während die andere Hülse (19) mit

dem Läufer (11) gekuppelt und relativ zur ersteren Hülse (16) gedreht werden kann, wobei die beiden gleichachsigen Hülsen (16, 19) eine Kupplungsvorrichtung bilden, mittels welcher das Brennstoffelement an seinen radialen Schenkelkreuz armen erfaßt werden kann.

2. Greifereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (19) einen Satz von Bajonettschlitzen (20) mit Einführungsteilstücken (21) und Halteteilstücken und die Hülse (16) flache Schlitze (22) aufweist, die mit den Einführungsteilstücken (21) der Bajonettschlitze (20) derart übereinstimmen, daß die radialen Schenkelkreuzarme des Brennstoffelementes gleichzeitig in die Schlitze (20, 22) in beiden Hülsen (16, 19) und anschließend durch die relative Drehung der

Hülsen (16, 19) zueinander in die Halteteilstücke der Bajonettschlitze (20) getrieben werden.

3. Greifereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) eine beweglich angeordnete Sonde (25) hält, welche einen Schaltmechanismus zum Drehen des Läufers (11) betätigt, sobald die Schenkelkreuzarme völlig in die Schlitze (22, 20) eingreifen, wodurch die Hülse (19) relativ zur Hülse (16) derart gedreht wird, daß die Schenkelkreuzarme des Brennstoffelementes in den Bajonettschlitzen (22) einrasten.

In Betracht gezogene Druckschriften:
»Proceedings of the International Conference on the Peaceful Uses of Atomic Energy«, Vol. 3, 1955, S. 340 und 341.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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