DE1178525B - Elektrische Messanordnung zur Ermittlung der Temperatur im Inneren von Kernreaktoren - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: G 21

Deutsche Kl.: 21g-21/31

Nummer: 1178 525

Aktenzeichen: C 20729 VIII c / 21 g

Anmeldetag: 5. Februar 1960

Auslegetag: 24. September 1964

Die Erfindung betrifft eine elektrische Meßanordnung zur Ermittlung der Temperatur im Inneren von Kernreaktoren, bei der ein eine elektrische Temperaturmeß vorrichtung aufweisender Bauteil, insbesondere ein Brennelement, dessen Außenseite mit elektrischen Kontakten versehen ist, in einem Brennelementkanal angeordnet ist, bei der an der Innenwand des Kanals Kontaktflächen vorhanden sind, mit welchen die Kontakte an dem Bauteil eine elektrische Verbindung herstellen, sobald der Bauteil seine vorgegebene Lage im Kanal einnimmt, und bei der die Kontaktflächen an der Kanalwand mit aus dem Reaktor herausführenden elektrischen Leitern verbunden sind, wodurch die elektrischen Meßvorrichtungen an den Bauteilen mit außerhalb des Reaktors angeordneten elektrischen Meßgeräten verbunden sind.

Bei einer bekannten Anordnung dieser Art wird der Anpreßdruck der Kontakte eingestellt, bevor der Bauteil in den Brennelementkanal eingeführt wird. Infolgedessen müssen die Kontakte über die ganze Länge des Brennelementkanals mit diesem radial nach außen wirkenden Anpreßdruck verschoben werden. Wegen der unvermeidbaren Reibung kann infolgedessen der Anpreßdruck nicht sehr groß sein. Thermoströme erfordern aber einen sehr hohen Anpreßdruck zwischen den Kontaktteilen.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, eine Meßanordnung zu schaffen, die einen sehr hohen, von einer Reibung unabhängigen Anpreßdruck ermöglicht. Dieser wesentliche Vorteil wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Kontakte gleitzapfenförmig ausgebildet sind und durch mechanische Vorspannung so lange innerhalb des in den Kanal einschiebbaren Bauteiles zu liegen kommen, bis dieser seine Endlage im Kanal erreicht, in der ein in dem Bauteil in Längsrichtung verschiebbarer und über das Ende des Bauteils hinausragender länglicher, kolbenartiger Bauteil den Kanalboden erreicht und bei weiterem Eindrücken des Bauteiles durch Relativbewegung zu diesem so gegen die Kontaktelektrode drückt, daß diese radial nach außen gleitet und gegen die Kontaktfläche drückt.

Eine besonders einfache Anordnung wird dadurch ermöglicht, daß der kolbenartige Bauteil eine Schrägnutführung aufweist, in die der den einen Kontakt vermittelnde Gleitzapfen mit einem Stift derart eingreift, daß bei Längsbewegung des Kolbens in der Bohrung der Gleitzapfen eine Radialbewegung ausführt und gegen die Kontaktfläche drückt.

Eine sehr sicher wirkende Anordnung wird dadurch erzielt, daß der kolbenartige Bauteil aus einem Elektrische Meßanordnung zur Ermittlung der
Temperatur im Inneren von Kernreaktoren

Anmelder:

C. I. T. Compagnie Industrielle des

Telecommunications, Paris

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Leinweber, Patentanwalt,

München 2, Rosental 7

Als Erfinder benannt:

Pierre Albert Alexandre Rault, Boulogne, Seine

(Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 13. März 1959 (789 295)

mit dem Gleitzapfen zusammenwirkenden Steuerelement und einem am Boden des Brennelementkanals angreifenden Tastelement besteht, wobei der Abstand beider Teile des Kolbens durch eine Druckfeder bestimmt ist. Dabei steht das Steuerelement an der der Druckfeder entgegengesetzten Seite unter Vorspannung einer Reaktionsfeder.

Um die Kontakte vor mechanischer Überlastung zu schützen, kann die Bewegung des kolbenartigen Bauteils in der Bohrung durch einen in einem Langloch verschiebbaren Stift begrenzt sein.

In den Zeichnungen ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 die Gesamtansicht der Vorrichtung im Vertikalschnitt,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach

Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Reaktorkanal in vergrößertem Maßstab,

Fig. 4 einen der Fig. 3 entsprechenden Schnitt einer anderen Ausführungsform,

F i g. 5 einen Längsschnitt durch einen Kanal mit eingesetzter, mit versenkbaren Kontakten versehener Kartusche,

F i g. 6 eine andere Stellung der Anordnung nach Fig. 5,

Fig. 7 einen Horizontalschnitt durch die Anordnung des Thermoelements im Inneren der Wand einer Kartusche und

F i g. 8 einen Längsschnitt durch die Anordnung nach F i g. 7.

409 688/268

Claims (1)

1. 3 4

   In den Fig. 1 bis 6 ist nur die das Brennelement auf eine andere Kartusche 31 (siehe Fig. 5) aufgeumgebende Kartusche, während in den F i g. 7 und 8 setzt, befindet sich das Tastelement 28 durch die auch das innerhalb der Kartusche angeordnete Druckfeder 27 in ihrer nach unten vorgeschobenen Brennelement dargestellt ist. Stellung, und auch der kolbenartige Bauteil 22 ist Die F i g. 1 zeigt einen Reaktorkern 1, der mit 5 durch die Reaktionsfeder 21 nach unten verschoben: einer bestimmten Anzahl von mit 2 bezeichneten Ka- Der Stift 24 liegt dann an der Innenwand der Karnälen versehen ist, die an ihrer Oberseite durch eine tusche an, und er nimmt in der gleichen Richtung Verschlußplatte 3 verschlossen sind. Die wiederge- den Kontakt 25 mit, der dann in der Wand versenkt gebenen Kanäle sind je mit zwei Kontaktflächen 4 ist und diese nach außen nicht überragt. Auf diese und 5 versehen, die an der Innenfläche der Kanäle 2 _i0 Weise wird die Einführung und das Gleiten der Karanliegen und gegeneinander isoliert sind. Die Kon- tusche in dem Reaktorkanal in keiner Weise behintaktflächen sind durch elektrische Leiter 6 und 7, dert.

   die durch die Verschlußplatte 3 mittels dichter Stopf- Die F i g. 6 zeigt einen der F i g. 5 entsprechenden büchsen 8, 9 hindurchführen, mit der im einzelnen Schnitt durch die gleiche Meßkartusche, deren unnicht wiedergegebenen Meßvorrichtung verbunden. 15 teres Ende gegen die andere Kartusche 31 (siehe Andererseits weisen die mit 11 bezeichneten Hül- Fig. 6) zur Anlage gelangt ist. Dabei wird das Tastlenbauteile, die im folgenden als Kartuschen bezeich- element 28 der Kontaktanordnung nach oben gestonet werden, ein nicht im einzelnen dargestelltes ßen und vermittels der Reaktionsfeder 21 der kol-Thermoelement auf sowie dazugehörende elektrische benartige Bauteil 22 angehoben, dessen geneigte Nut Kontakte 12, 13, die, wenn die Kartusche sich in 20 den Stift 24 nach außen bewegt, und dementspreentsprechender Höhe in dem Kanal befindet, in Kon- chend bewegt sich der Kontakt 25 nach außen und takt mit den Kontaktflächen 4 und 5 gelangen, und gelangt mit der festen Kontaktfläche 4 in Kontakt, zwar derart, daß das Thermoelement dann leitend welche in der Wand des Kanals 2 angeordnet ist. mit der Vorrichtung 10 verbunden ist. Mit 14 ist eine Die Abmessungen des Tastelements, des kolbenarweitere Kartusche bezeichnet, die ebenfalls in dem 25 tigen Bauteils und der Kontakt sind so gewählt, daß Kanal 2 angeordnet ist und auf welche die in speziel- der Kontakt um ein weniges früher mit der Konler Weise ausgebildete Kartusche aufgesetzt ist. taktfläche in Kontakt gelangt, als die Kartusche auf In den F i g. 1 und 2 sind lediglich drei mit Kon- der unter ihr angeordneten zur Auflage kommt. Auf taktflächen versehene Kanäle wiedergegeben, doch diese Weise reibt der Kontakt auf der entsprechenkönnen diese selbstverständlich beliebig vermehrt 30 den Kontaktfläche während des letzten Wegstückes werden. der einzuführenden Kartusche, wodurch ein besserer Die F i g. 3 und 4 zeigen im Detail zwei mögliche Kontakt durch eine Selbstreinigung der Kontakte Anordnungen der leitenden Kontaktflächen in den und des Kontaktringes erzeugt wird. Kanälen. Gemäß F i g. 3 ist jede Kontaktfläche 4 zwi- Wie aus den F i g. 7 und 8 ersichtlich ist, trägt sehen zwei Isolierringe 15 und 16 eingelassen, welche 35 die Meßkartusche an ihrem Umfang mehrere verselbst in einem Graphitring 17 befestigt sind. Die Ge- senkbare Kontakte, die sich auf mindestens zwei samtanordnungen der in dieser, -Weise ausgebildeten verschiedene Niveaus verteilen, damit sie mit den Kontaktflächen werden vermittels geeigneter Distanz- beiden in unterschiedlichen Höhen in dem Kanal anringe 18 in dem gewünschten Abstand voneinander geordneten Kontaktflächen 4 und 5 zusammenwirken gehalten. 40 können. Beispielsweise kann die Kartusche drei Kon-Gemäß F i g. 4 sind die beiden Kontaktflächen 4 takte 25, 25', 25" aufweisen, die um je 120° vonein- und 5, die zwischen zwei Paaren von Isolierringen ander in einer unteren Ebene angeordnet sind, um 15, 16 und 15', 16' eingelassen sind, in ein und mit der unteren Kontaktfläche 5 zusammenzuwirken, demselben Graphitring 19 angeordnet. sowie drei Kontakte 32, 32', 32", die in einer oberen Die F i g. 5 und 6 geben nach oben und unten ab- 45 Ebene angeordnet sind und um 60° gegenüber den geschnittene Längsschnitte durch einen Reaktorkanal Kontakten der unteren Ebene verschoben sind, um wieder, der eine Meßkartusche mit versenkbaren mit der oberen Kontaktfläche 4 zusammenzuwirken. Kontakten in zwei verschiedenen Stellungen zeigt. Sind die festen Kontaktflächen kreisförmig ausgebil-Die Meßkartusche enthält innerhalb ihrer Wand det, so stehen die Kontakte ständig mit ihnen in eine bestimmte Anzahl von blind endenden Längs- _5o Kontakt, weiche radiale Stellung die Kartusche auch bohrungen 20, in deren jede eine erste Reaktions- einnimmt, d. h. die Kartusche kann in den Kanal feder 21 im Kopf des Kanals sowie ein in Längsrich- ohne besondere Vorsichtsmaßnahmen eingesetzt wertung frei beweglicher kolbenartiger Bauteil 22 einge- den. Innerhalb der Kartusche 11 ist ein gegebenensetzt sind, in welchem in eine zur Längsrichtung des falls von einer Hülle 34 umschlossener Brennstoff-Bauteils 22 geneigte Nut 23 ein Stift 24 eingreift, auf ₅₅ stab 33 koaxial eingesetzt. Ein Thermoelement 35 dem ein Kontakt 25, der als Gleitzapfen ausgebildet ist so angeordnet, daß es mit dieser Hülle in Kontakt ist, drehbar gelagert ist. Der Gleitzapfen 25 ist in steht, und es ist durch Leiter 36 und 37 mit den einer beidseitig offenen Radialbohrung in der Kar- Kontakten 25, 25', 25" einerseits und 32, 32', 32" tuschenwand verschiebbar, so daß er sich an die andererseits verbunden. W^rand 26 des Kanals anpressen kann. Unter dem 60

   kolbenartigen Bauteil 22 ist eine zweite Druckfeder Patentansprüche: vorgesehen sowie ein Tastelement 28, dessen 1. Elektrische Meßanordnung zur Ermittlung Längsbewegung durch ein Langloch 29 begrenzt ist, der Temperatur im Inneren von Kernreaktoren, in welches ein in der Kartuschenwandung befestigter bei der ein eine elektrische Temperaturmeßverschiebbarer Stift 30 eingreift. 65 vorrichtung aufweisender Bauteil, insbesondere Diese Vorrichtung arbeitet wie folgt: ein Brennelement, dessen Außenseite mit elek-Ist die Meßkartusche noch nicht in den Reaktor- trischen Kontakten versehen ist, in einem Brennkanal eingeführt oder ist sie zumindest noch nicht elementkanal angeordnet ist, bei der an der

   Innenwand des Kanals Kontaktflächen vorhanden sind, mit welchen die Kontakte an dem Bauteil eine elektrische Verbindung herstellen, sobald der Bauteil seine vorgegebene Lage im Kanal einnimmt, und bei der die Kontaktflächen an der Kanalwand mit aus dem Reaktor herausführenden elektrischen Leitern verbunden sind, wodurch die elektrischen Meßvorrichtungen an den Bauteilen mit außerhalb des Reaktors angeordneten elektrischen Meßgeräten verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (25) gleitzapfenförmig ausgebildet sind und durch mechanische Vorspannung so lange innerhalb des in den Kanal (2) einschiebbaren Bauteiles (11) zu liegen kommen, bis dieser seine Endlage im Kanal erreicht, in der ein in dem Bauteil in Längsrichtung verschiebbarer und über das Ende des Bauteiles hinausragender länglicher, kolbenartiger Bauteil (22, 28) den Kanalboden erreicht und bei weiterem Eindrücken des Bauteiles durch Relativbewegung zu diesem so gegen die Kontaktelektrode drückt, daß diese radial nach außen gleitet und gegen die Kontaktfläche drückt.

   2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kolbenartige Bauteil eine Schrägnutführung (23) aufweist, in die der den einen Kontakt vermittelnde Gleitzapfen (25) mit einem Stift (24) derart eingreift, daß bei Längsbewegung des Kolbens (28-22) in der Bohrung (20) der Gleitzapfen (25) eine Radialbewegung ausführt und gegen die Kontaktfläche (5) drückt.

   3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kolbenartige Bauteil aus einem mit dem Gleitzapfen (25) zusammenwirkenden Steuerelement (22) und einem am Boden des Brennelementkanals angreifenden Tastelement (28) besteht, wobei der Abstand beider Teile (22, 28) des Kolbens durch eine Druckfeder (27) bestimmt ist.

   4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (22) an der der Druckfeder (27) entgegengesetzten Seite unter Vorspannung einer Reaktionsfeder (21) steht.

   5. Anordnung nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des kolbenartigen Bauteiles in der Bohrung (20) durch einen in einem Langloch (29) verschiebbaren Stift (30) begrenzt ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Auslegeschrift Nr. 1046 208.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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