DE1100829B - Halteeinrichtung fuer Kernreaktor-Moderatoren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine radial wirkende Halteeinrichtung für eine Graphitmoderator-Bauteilgruppe.

Bei einem herkömmlichen Moderator- und Reflektoraufbau setzt dieser sich aus Stapeln gleichmäßiger, aufrecht stehender, prismatischer Blöcke zusammen, welche in Schichten angeordnet sind, die sich in Längsrichtung der Blöcke erstrecken, wobei die Blöcke im Moderatorteil mit solchem Abstand voneinander angeordnet sind, daß einem unter Bestrahlungsein-Wirkungen bzw. -effekten auftretenden Anwachsen (Wigner-Wachstum) Rechnung getragen wird. Ein derartiger Aufbau ist aus sich selbst nicht stabil bzw. nicht in der Lage, sich selbst zu halten, und die Unstabilität wird durch das Durchleiten eines gasförmigen Kühlmittels durch den Aufbau hindurch, welches das Bestreben hat, den Aufbau gleichsam auseinanderzublasen, und durch das Anwachsen des Graphits unter den Einwirkungen der Bestrahlung noch erhöht. Daher muß eine in radialer Richtung wirkende Halterung vorgesehen werden, um den Aufbau stabil zu halten oder zu machen, während gleichzeitig Dimensionsänderungen während der Betriebsdauer des Reaktors zugelassen werden oder ihnen Rechnung getragen werden muß.

Bei der Planung bzw. einer Bauart eines Stromerzeugungs-Kernreaktors ist eine Halterung in Form einer Reihe von Gurtbändern und elastischen Bändern vorgesehen, wobei der Aufbau auf einer Plattform so einfach und robust bzw. widerstandsfähig wie möglich ist, so daß eine Instandhaltung und Einregelung praktisch nicht durchführbar ist. Derartige Aufbauentwürfe haben unvermeidlich zur Folge, daß elastische Bauteile in einem Bereich bzw. einer Zone eines beträchtlichen Neutronen- und Gammaflusses vorgesehen werden müssen. Das "Verhalten elastischer Bauteile unter diesen Verhältnissen ist jedoch zur Zeit noch nicht völlig bekannt. In ähnlicher Weise ist auch das Verhalten des Graphitaufbaus selbst bei längerer Bestrahlung nicht völlig erforscht. Es bestehen sogar Gründe, anzunehmen, daß eventuell ein Schrumpfen des Graphits eintreten kann.

Erfindungsgemäß ist die eingangs genannte radial wirkende Halteeinrichtung, welche die eben genannten Nachteile nicht mehr aufweist, gekennzeichnet durch eine Anzahl von Keilen, die so angeordnet sind, daß sie die radial wirkenden Haltekräfte zwischen einer, :.

Graphitmoderator-Bauteilgruppe und dem dieselbe "

aufnehmenden Behälter hervorruft, durch eine Vorrichtung für das Übertragen der Kräfte auf die Keile, welche eine Schubstange aufweist, die sich innerhalb eines Rohres befindet und durch eine Feder ins Rohr unter Federbelastung gehalten ist, und durch eine derartige Länge von Rohr und Schubstange, daß sich die Halteeinrichtung
für Kernreaktor-Moderatoren

Anmelder;

United Kingdom Atomic Energy
Authority, London

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

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 1. Juli 1957

Stanley Hackney, Feamhead, Warrington, Lancashire,

und Peter Neil Munn,

Culcheth, Warrington, Lancashire (Großbritannien),
sind als Erfinder genannt worden

Feder in einer Zone befindet, welche durch eine Abschirmung gegen die vom Reaktor herrührenden Strahlen geschützt und von der Außenseite der Abschirmung her zugänglich ist.

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

Fig. 1 eine Schnittansicht, während

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht wiedergibt, bei welcher die Schnittebene der Fig. 1 durch die Linie I angedeutet ist.

In Fig. 1 ist eine Anzahl von Keilanordnungen 10 vorgesehen, radial wirkende Haltekräfte zwischen einer Graphitmoderator-Bauteilgruppe 11 und ihrem Behälter 12 auszuüben. Nach den Keilanordnungen 10 werden die Haltekräfte durch eine Schubstange 13 übermittelt, welche sich in einem Führungsrohr 14 befindet und durch eine Feder 15 unter Belastung gehalten wird. Die Stange 13 und das Rohr 14 sind durch einen Reaktordruckbehälter 29 und eine Strahlenabschirmung 30 hindurchgeführt.

Die Schubstange 13 weist ein abgerundetes Ende 16 ■ auf und ruht auf einer Lagerkappe 17, die auf der Schubplatte 18 befestigt ist. Die Schubplatte 18 trägt mit Schraubengewinde versehene Stellschrauben 19, die quadratische Enden 24 und abgerundete Enden 20 aufweisen. Die abgerundeten Enden 20 ruhen auf Lagerkappen 21, die auf den Platten 22 an den Keilen 10 befestigt sind, und sie werden in den Kappen 21 durch Stifte 23 gehalten.

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Feststellmuttern 25 sind oberhalb der Schubplatte 18 vorgesehen. Die Keilanordnungen 10 (welche ebenfalls in Fig. 2 dargestellt sind) bestehen im wesentlichen aus würfelförmigen Körpern, welche durch zwei Schnitte jeweils in drei Teilstücke unterteilt werden, wobei jeder Schnitt entlang der gleichen Diagonale der Oberfläche des würfelförmigen Körpers beginnt und jeweils in der Nähe der Ecken endet, welche an den Enden einer senkrecht zur Schnittdiagonale verlaufenden unteren Fläche des würfelförmigen Körpers liegen, und wobei die scharfen Kanten der drei Teilstücke beseitigt worden sind. Durch diese Anordnung wird ein keilförmiges Stück26 gebildet, welches gegen zwei identische bzw. ähnliche Bauteile 27 wirkt, wobei die beiden oberen Bauteile 27 Verlängerungen 28 aufweisen, an welchen die Platten 22 befestigt sind. Jedes keilförmige Stück 26 ruht auf den beiden Bauteilen 27 unter ihm, so daß die Belastung wechselweise über die Teilstücke 26 und die Bauteile 27 übertragen wird. Der Keilwinkel eines jeden keilförmigen Stückes 26 ist um so kleiner, je größer der Abstand von der Schubstange ist. Diese Verminderung des Keilwinkels ist erforderlich, um, trotz des Verlustes an übertragener Schubkraft mit zunehmendem Abstand von der Schubstange durch die Haftreibung zwischen den Bauteilen, noch eine hinreichend große Schubkraft und damit auch Radialkomponente dieser Kraft übertragen zu können. Rund um jede Graphitblockschicht herum ist ein Ring von Keilbauteilen vorgesehen. Die Verminderung des Keilwinkels ist nicht nur erforderlich, um den Reibungskräften zwischen den Keilen entgegenzuwirken, sondern auch, um einen größeren Halt an der Basis des Moderators zu schaffen, wo Kräfte infolge verschiedener Ausdehnung zwischen dem Moderator und der Unterlage, auf der er sich befindet, entstehen können.

Die Schubstange 13 und die Führungsstange 14 führen durch den Reaktordruckbehälter 29 und die Strahlenabschirmung 30 hindurch. Eine Verstärkungshülse bzw. -buchse 41 ist an der Führungsstange 14 und am Druckbehälter 29 festgeschweißt. Die Feder 15, welche die Stange 13 unter Belastung hält, befindet sich in einem Federngehäuse 31, welches in der Abschirmung 30 so angeordnet ist, daß es gegen den Reaktor gut abgeschirmt werden kann. Das Gehäuse 13 ist am Führungsrohr 14 festgeschweißt.

Die Feder wirkt über einen mit einem Flansch versehenen Stöpsel 32, welche mit einer Verlängerung 33 an der Stange 13 festgeschraubt und -geschweißt ist, und der Stöpsel wird mit Hilfe eines Vorspannstöpseis 34 eingeregelt, welcher in das Gehäuse 31 hineingeschraubt und durch einen Dichtungsring 35 abgedichtet ist. Eine Öffnung 36 ist für das Drehen des Stöpsels 34 mit einem Schraubenschlüssel, der in diese Öffnung hineinpaßt, vorgesehen. Eine Kappe 37 mit einem Dichtungsring 38 ist mit Hilfe eines Ringes 39, der Kronen bzw. Vorsprünge 40 aufweist, über das Gehäuse 31 festgeklemmt.

Beim Zusammenbauen der Haltevorrichtung werden die Schrauben 19 so eingeregelt, daß die Schubplatte waagerecht zu liegen kommt, und die Schrauben werden dann mit Stiften 23 und Feststellmuttern 25 festgestellt. Die Stange 13 und ihr Federaufbau werden aufgebracht und der Vorspannstöpsel 34 so eingeregelt, daß er der Feder 15 eine vorbestimmte Vorspannung gibt. Dann wird die Kappe 37 mit dem Ring 39, um das Rohr 14 abzudichten, in der vorgeschriebenen Stellung festgeklemmt.

Wenn ein Anwachsen in der Moderatorbauteilgruppe auftritt, erfolgt auf den Flächen der Keile ein Gleiten bzw. Rutschen, wodurch der Druck der Feder zunimmt. Von Zeit zu Zeit kann dieser Druck durch Lösen der Kappe 34 verringert werden.

Zusätzlich kann, während gleichzeitig einem Wignerschen Anwachsen Rechnung getragen wird, die vorerwähnte Haltevorrichtung, ebenfalls Wärmeausdehnungen aufnehmen, welche während des Anwärmens des Reaktors, und zwar dann auftreten, wenn sich der Behälter 12 stärker als der Graphitmoderatoraufbau ausdehnt, was normalerweise ein beträchtliches Herabsetzen der Anfangshaltekräfte oder bei Nicht-Vorhandensein starker Anfangshaltekräfte ein Entfernen bzw. Versagen der gesamten Haltevorrichtung zur Folge haben würde.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Radial wirkende Halteeinrichtung für eine Graphitmoderator-Bauteilgruppe, gekennzeichnet durch eine Anzahl von Keilen, die so angeordnet sind, daß sie die radial wirkenden Haltekräfte zwischen einer Graphitmoderator-Bauteilgruppe und dem dieselbe aufnehmenden Behälter hervorrufen, durch eine Vorrichtung für das Übertragen der Kräfte auf die Keile, welche eine Schubstange aufweist, die sich innerhalb eines Rohres befindet und durch eine Feder im Rohr unter Federbelastung gehalten ist, und durch eine derartige Länge von Rohr und' Schubstange, daß sich die Feder in einer Zone befindet, welche durch eine Abschirmung gegen die vom Reaktor herrührenden Strahlen geschützt und von der Außenseite der Abschirmung her zugänglich ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keile aus würfelförmigen Körpern hergestellt sind, welche durch zwei Schnitte in drei Teilstücke unterteilt sind, von denen jeder Schnitt entlang der gleichen Diagonale der oberen Fläche des würfelförmigen Körpers beginnt und jeweils in der Nähe der Ecken endet, welche .an den Enden einer senkrecht zur Schnittdiagonale verlaufenden Querdiagonale der unteren Fläche des würfelförmigen Körpers liegen, und daß die scharfen Kanten der drei Teilstücke entfernt sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Keilen jeweils in Reihe aufeinander angeordnet ist und daß der Keilwinkel um so kleiner ist, je größer der Abstand der Keile von der Schubstange ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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