DE1144899B - Winde zum Heben und Senken einer Neutronen absorbierenden Masse im Kern eines Kernreaktors - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

M 34147 XI/35 c

ANMELDETAG: 11. MAI 1957

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER AUSLEGESCHRIET: 7. MÄRZ 1963

Die Erfindung bezieht sich auf eine in einem den Zugang zum Reaktorkern bildenden Rohr sitzende Winde zum Heben und Senken einer Neutronen absorbierenden Masse im Kern eines Kernreaktors mit einer Windentrommel, einer Vorrichtung zum Befestigen des Seiles an der Trommel und mit einer Vorrichtung zum Antrieb der Seiltrommel. In der Reaktortechnik bestehen die Steuerstäbe aus der Neutronen absorbierenden Masse.

Ein Steuerstab wird normalerweise langsam im Reaktorhaus auf und ab bewegt, um die normale Lenkung des Reaktorbetriebes durchzuführen. Beim Außerbetriebsetzen des Reaktors läßt man den Steuerstab zunächst über die größte Länge seines Fallweges in den Reaktorkern fallen und hält den Stab erst im letzten Teil seines Weges durch Bremsung an, wodurch ein Schaden nicht verursacht wird, so daß zur Wiederaufnahme des Betriebes eine Reparatur am Reaktorkern nicht erforderlich ist. Es ergibt sich daher die Aufgabe, eine Winde für Steuerstäbe eines Kernreaktors zu schaffen, die bei der Bewegung für den normalen Steuervorgang keine merkenswerte Bremswirkung ausübt, jedoch beim Außerbetriebsetzen (bei einer Notabschaltung) eine Bremswirkung gestattet, die eine schnelle Bewegung des Steuerstabes über den größten Teil seines Weges ermöglicht, aber eine Bremsung des Steuerstabes im letzten Teil des Weges ergibt, um den Steuerstab schließlich zum Stillstand zu bringen.

Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung gelöst, die darin zu sehen ist, daß die Windentrommel das Seil in Form einer flachen Spirale aufnimmt und daß sie über Stirnräder mit dem Läufer einer magnetischen Wirbelstrombremse gekuppelt ist.

Die Verwendung einer Windentrommel, die das Seil in Form einer flachen Spirale aufnimmt, ist an sich bekannt, ebenso ist die Verwendung einer Wirbelstrombremse zur Steuerung von Winden an sich bekannt. Zur Lösung der gestellten Aufgabe bedarf es jedoch der das Seil in Form einer flachen Spirale aufnehmenden Windentrommel und der Wirbelstrombremse. Werden die Steuerstäbe im Normalbetrieb langsam im Kern des Reaktors auf und ab bewegt, so ist bei der Abwärtsbewegung die Bremswirkung der Wirbelstrombremse vernachlässigbar klein, da die Winde sich sehr langsam bewegt und infolgedessen der Läufer der Wirbelstrombremse nur sehr langsam umläuft. Der Steuerstab hängt am Seilende, wobei noch das ganze Seil auf der Windentrommel in Form einer flachen Spirale aufgewickelt ist. Beim Abwärtsgleiten des Steuerstabes, d.h. bei

Winde zum Heben und Senken

einer Neutronen absorbierenden Masse

im Kern eines Kernreaktors

Anmelder:

Associated Electrical

Industries (Manchester) Limited,

Manchester, und United Kingdom Atomic

Energy Authority, London (Großbritannien)

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

Beanspruchte Priorität: Großbritannien vom 18. Mai 1956 (Nr. 15 502)

Donald Mason Sutherland, Urmston, Lancashire,

Harold Proctor, Stockport, Cheshire, John Kenneth Jobbins und Edwin Arthur White,

London (Großbritannien), sind als Erfinder genannt worden

der Notabschaltung des Reaktors, nimmt der Durchmesser der Spirale ab, so daß die Umdrehung der Windentrommel ständig zunimmt. Somit nimmt auch die Umdrehung des Läufers der Wirbelstrombremse ständig zu, so daß am Ende des Fallweges, wenn das letzte Ende des Seiles von der Trommel abgelaufen ist, die Umdrehung der Trommel und somit des Läufers der Wirbelstrombremse einen Höchstwert erreicht hat. Infolgedessen wird zunächst eine geringe Bremskraft durch die Wirbelstrombremse auf die Windentrommel für den ersten, etwa den größeren Teil des Seilablaufes und somit des Weges des Steuerstabes ausgeübt, so daß eine schnelle Arwärtsbewegung des Steuerstab&s während dieses Teiles des Weges möglich ist und eine maximale Bremskraft durch die Wirbelstrombremse auf die Windentrommel erst im letzten Teil des Weges des Steuerstabes ausgeübt wird, um den Stab schließlich zum Stillstand zu bringen.

Durch die Kombination der das Seil in Form einer Spirale aufnehmenden Windentrommel mit der Wirbelstrombremse wird somit die Wirkung einer Maximalbremsleistung erreicht, die dann auftritt,

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wenn das Seilendstück die Trommel verlassen hat. Der Hebel 24 sitzt drehbeweglich auf einer Durch die schnelle Umdrehung der Seiltrommel wird Schneide 25. Diese Schneide 25 ist auch an der eine maximale Bremsung des Steuerstabes am Ende Platte 72 befestigt, die an der Platte 11 des Hauptseines Fallweges hervorgerufen, während eine wesent- rahmens 9 durch Bolzen 26 festgeschraubt ist. Der lieh geringere Bremskraft am Anfang des Weges, S Hebel 24 weist ein V-förmig eingearbeitetes Teilwenn der Stab rasch in den Reaktorkern einfallen stück 27 auf, welches auf der Schneide 25 ruht. Der soll, zur Auswirkung kommt. Hebel 24 wird in dieser Stellung durch einen BoI-

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der zen.28 gehalten, welcher zur Schneide 25 gehört. Der

erfindungsgemäßen Ausbildung dargestellt. Es zeigt Bolzen 28 führt durch ein Loch 29 im Teilstück 27

Fig. 1 die für das Aufundabbewegen eines Steuer- io des Hebels 24. Der Hebel 24 wird gegen die

Stabes in einem Kernreaktor vorgesehene Winde in Schneide 25 durch eine Druckfeder 30 gedrückt. Eine

der Ansicht gezeichnet und teilweise geschnitten, das Widerlager für die Feder 30 darstellende Mutter 31

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der ist nachstellbar mit dem Bolzen 28 verbunden. Die an

Fig. 1 und der einen Seite des Hebels 24 angebrachte Rolle 22

Fig. 3 eine Ansicht, gesehen in Richtung des Pfei- 15 wird durch eine an der anderen Seite des Hebels 24

les III in Fig. 1. wirkende Druckfeder 32 gegen das Seil 2 gedrückt.

Wie der.Zeichnung zu entnehmen ist, nimmt die Die Druckfeder 32 liegt an dem Teilstück 33 des

Windentrommel 1 das Seil 2 nur in einer Ebene über- Hebels 24 und an einer Nase 34, die auf der Außen-

einanderliegend auf. Das Seil wird somit in Form Seite der Platte 10 des Hauptrahmens 9 angebracht

einer flachen Spirale auf die Trommel aufgewickelt. 20 ist, an. Kombinierte Anschlag- und Federhaltedübel

Das Seil 2 läuft von der Trommel 1 über eine in der 35 und 36 sind auf dem Teilstück 33 und der Nase 34

gleichen Ebene wie die Trommel zugeordnete Leit- vorgesehen.

rolle 3. Am freien Ende des Seiles 2 ist ein Stab be- Die Trommel 1 wird über ein Kegelritzel 37 und festigt. Das Seil 2 wird durch ein Druckführungs- über ein an der Seitenplatte 80 befestigtes Kegelrollenpaar 4 und 5, welches auf einem beweglichen 25 rad 38 angetrieben. Von der Antriebswelle 39 aus und unter Federdruck stehenden Arm 6 befestigt ist, wird über ein an dieser Welle befestigtes Stirnrad 41 gegen die Leitrolle 3 gedrückt. Über ein Räder- die Innenverzahnung 40 angetrieben. Die Innengetriebe 7 ist eine Größenanzeigevorrichtung 8 mit verzahnung 40 sitzt auf einer Welle 42, welche in den der Leitrolle 3 verbunden. Die Anzeigevorrichtung 8 Lagern 43 und 44 ruht und welche das die Verbinist so eingerichtet, daß sie eine Anzeige der Um- 30 dung zur Trommel herstellende Ritzel 37 des Kegeldrehung der Leitrolle und somit die Stellung der Last radgetriebes aufnimmt. Die Lager 43 und 44 sind in am Ende des Seiles 2 angibt. der Endplatte 12 und einer Platte 45 befestigt, welche

Im einzelnen ist aus den Zeichnungen ein Haupt- parallel zur Endplatte 12 durch Bolzen 46 und Abrahmen 9 ersichtlich, welcher zwei parallele Platten 10 Standshalter 47 gehalten wird. Die Welle 42 trägt ein und 11 aufweist. Die Platteil ist mit einer einen 35 Stirnrad48, welches die von der Welle42 gelieferte Teil derselben bildenden Endplatte 12 zusammen- Drehbewegung zum Antrieb eines Wirbelstromgegossen, und die Platte 10 ist mit der Platte 11 über bremsen-Steuergerätes abzweigt. Eine Innenverzah-Bolzen 69 verbunden. Abstandsteile 70, welche einen nung 57 stellt einen Teil eines Läufers einer Wirbel-Teil der Platten 10 bilden, sorgen für die genaue Be- strombremse dar, wobei dieser Teil dazu vorgesehen festigung der Platte 10 an der Platte 11. Die Trom- 40 ist, die Geschwindigkeit der Antriebswelle 39 zu bemel 1 dreht sich zwischen den beiden parallelen grenzen. Die Untersetzung zwischen dem Stirnrad 48 Platten 10 und 11 des Hauptrahmens 9 vermittels und der Innenverzahnung 57 bilden die Zahnräder eines Wellenstumpfes 13, welcher in Kugellagern 14 51, 52, 53, 54, 55 und 56.

und 15 der Platten 10 und 11 gelagert ist. Die Die Welle 16 der Leitrolle 3 trägt an ihrer Außen-Windentrommel 1 sitzt mit Schrumpfsitz auf dem 45 seite ein Kegelrad 58, welches über ein Räder-Wellenstumpf 13.· Die Abstandsplatten 70 sind ge- getriebe 7 den Antrieb für die Größenanzeigevorrichbogen und umgeben mit geringem Spiel die Seiten- rung 8 bildet. Das Rädergetriebe 7 setzt sich aus dem platten 76 und 80 der Windentrommel 1, wodurch Kegelrad 60 und den Stirnrädern 61, 62, 63, 64, 65 erreicht wird, daß das Seil 2 von der Trommel 1 nicht und 66 zusammen, wobei das Stirnrad 66 auf der abgleitet. Die Leitrolle 3 ist mit einer Welle 16 ver- 5° Welle 67 der Größenanzeigevorrichtung 8 befestigt bunden, die in Kugellagern 17 und 18 gelagert ist, die ist. Elektrische Anschlüsse 92 für die Größenanzeigeebenfalls in den beiden Platten 10 und 11 befestigt vorrichtung 8 sind auf einem Klemmenbrett 93 besind. Das Dmckführungsrollenpaar 4 und 5 ist an den festigt, welches durch Bolzen 94 und Abstandshal-Endstücken 19 und 20 des Armes 6 befestigt. Der tern 95 an der Platte 11 befestigt ist.
Arm 6 wird durch eine Stange 21 gehalten, die gleit- 55 Mittel zum Befestigen des Seiles 2 an der Windenbar in einer Buchse 71 sitzt. Die Buchse 71 legt sich trommel 1 sind vorgesehen. Diese Befestigungsmittel gegen eine Platte 72 an, welche über einen Bolzen 26 setzen sich zusammen aus einer Klemmzwinge 74, an der Platte 11 befestigt ist. Die Buchse 71 wird von welche an dem Ende des Seiles 2 befestigt ist, aus einer Druckfeder 73 umgeben, wobei sich die Druck- einer Feder 75, welche auf der Außenseite der einen feder an dem Arm 6 und an der Platte 72 abstützt, 60 Seitenplatte 76 der Trommel 1 durch einen Niet be- und zwar in der Weise, daß sich das an den End- festigt ist, und aus einer Unterlagscheibe 77, welche stücken 19 und 20 befestigte Druckführungsrollen- einen Stift 78 trägt. Der Stift 78 führt durch ein Loch paar 4 und 5 gegen das Seil 2 und somit gegen die in der Seitenplatte 76 und erstreckt sich durch eine Leitrolle 3 anlegt. Außerdem legt sich unterhalb des Öse 79, die einen Teil des Endstückes der Zwinge 74 Druckführungsrollenpaares 4 und 5 eine weitere 65 bildet, nach der anderen Seitenplatte 80 der Trom-Rolle 22 gegen das Seil 2 an. Die Rolle 22 sitzt dreh- mel 1. Ein Kanal 81 ist in die Innenfläche der Seitenbeweglich auf einer in einem Hebel 24 gelagerten platte 76 geschnitten bzw. eingelassen und erstreckt Achse 23. sich vom Bereich der ersten Seillage auf der Trommel

bis zur Außenkante der Platte 76. Um an die Feder 75 heranzukommen, ist in der Platte 10 ein Loch 59 vorgesehen.

Ein Haltezapfen 82 ist mittels zweier Bolzen 83 an der Platte 10 befestigt, und ein Bauteil 84 ist mittels einer Mutter 85 an der Platte 11 befestigt. Diese Mutter ist auf einem mit Gewinde versehenen Teil 86 des Bauteils 84 aufgeschraubt.

Beim Gebrauch der Windenvorrichtung wird das Sgil 2 auf die Trommel 1 auf- oder von ihr abgewickelt, um dadurch eine Last zu heben oder zu sönken. Das Seil 2 wird über die Leitrolle 3 geführt und durch Führungsrollen 4 und 5 gegen sie gedrückt, um zu verhindern, daß es von der Rolle hinabgleitet. Die Drehbewegung der Leitrolle 3 wird durch die Kegelräder 58 und 60 und durch das Rädergetriebe 7 auf die Größenanzeigevorrichtung 8 übertragen. Wenn kein Schlüpfen zwischen Seil 2 und Rolle 3 auftritt, dann sind die Drehbewegung der Leitrolle 3 und die Längsbewegung des Seiles 2 gleich, so daß die Größenanzeigevorrichtung 8 die Stellung des durch das Seil 2 gehaltenen Steuerstabes genau wiedergibt.

Beim Nachlassen der Spannung im Seil, beispielsweise wenn sich der Steuerstab am Boden seines Kanals auflegt, dreht sich der Hebel 24 unter der Wirkung der Druckfeder 32 in Uhrzeigerrichtung, und er betätigt einen unteren Begrenzungsschalter 68, der dazu dient, den die Trommel 1 antreibenden Motor abzuschalten.

Wird das Seil 2 von der Trommel 1 gelöst, dann wird die Trommel 1 durch Drehen der Welle 39 von Hand so lange bewegt, bis ein in ihren Seitenplatten 76 und 80 vorgesehenes Feststelloch 89 mit den Feststellöchern 90,91 in den Platten 10,11 fluchtet. Die Trommel wird dann durch einen Stift 87 festgestellt, welcher durch die Löcher 90, 89 und 91 eingeführt wird. Das Feststellen der Trommel 1 bringt die Feder 75 in eine Stellung, in der sie im Loch 59 frei Hegt bzw. entspannt ist. Die Feder wird gekrümmt, um nun den Stift 78 herausziehen zu können, und sie wird dann um die Unterlagscheibe 77 gedreht. Das Seil 2 wird so bewegt, daß ein geringer Durchhang erhalten bleibt. Weiterhin wird das Feststelloch 96 der Leitrolle 3 mit den Feststellöchern 97,98 der Platten 10,11 in Übereinstimmung gebracht. Die Leitrolle 3 wird dann durch einen Stift 88 festgestellt. Das Seil wird daraufhin entlang dem Kanal 81 herausgezogen und von der Leitrolle 3 durch Hochheben des unter Federdruck stehenden Armes 6 abgehoben. In umgekehrter Weise wird das Seil 2 wieder auf die Trommel 1 aufgebracht. Da das Seil auf die Trommel in Spiralform aufgewickelt ist, wird sich beim durch die Last, z. B. ein Steuerstab, hervorgerufenen Abwickeln des Seiles die Drehbewegung der Trommel gleichmäßig erhöhen. Ist die Trommel 1 vom Antrieb abgekuppelt und mit einer Wirbelstrombremse verbunden, um diese anzutreiben, dann wird das Bremsdrehmoment auch gleichmäßig erhöht. Dies ist sehr erwünscht bei einem sich senkenden Steuerstab, der am Ende seiner Senkbewegung anzuhalten ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   In einem den Zugang zum Reaktorkern bildenden Rohr sitzende Winde zum Heben und Senken einer Neutronen absorbierenden Masse im Kern eines Kernreaktors mit einer Windentrommel, einer Vorrichtung zum Befestigen des Seiles art der Trommel und mit einer Vorrichtung zum Antrieb der Seiltrommel, dadurch gekennzeichnet, daß die Windentrommel (1) das Seil (2) in Form einer flachen Spirale aufnimmt und daß sie über Stirnräder mit dem Läufer einer magnetischen Wirbelstrombremse gekuppelt ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 746 551, 682 482;
   österreichische Patentschrift Nr. 36 614;
   USA.-Patentschrift Nr. 1 848 972.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 309 538/122 2.63