DE1188739B - Vorrichtung zur Herstellung einer elektrischen Verbindung laengs eines Kanals eines Kernreaktors - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

G 21

Deutsche KL: 21g-21/31

Nummer: 1188 739

Aktenzeichen:

Anmeldetag: 18. Dezember 1963

Auslegetag: 11. März 1965

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung einer elektrischen Verbindung längs eines Kanals eines Kernreaktors zwischen dem Raum außerhalb des Reaktors und einer Brennstoffpatrone, die sich unter einer Anzahl von in dem Kanal vorgesehenen Patronen befindet, die isoliert oder in einer Gruppe in übereinander angeordneten, als »Mäntel« bezeichneten rohrförmigen äußeren Halterungen liegen, wobei unmittelbar in den Mänteln elektrische Verbindungselemente angeordnet sind und die Elemente jedes Mantels mit den Elementen der beiden benachbarten Mäntel durch einfachen axialen Kontakt der Mäntel elektrisch miteinander verbunden werden.

Es sind schon Vorrichtungen bekannt, mit denen elektrische Informationen (beispielsweise eine in einem Thermoelement erzeugte Spannung) längs eines Kanals eines Kernreaktors mit Hilfe von elektrisch leitenden Elementen übertragen werden kann, die in den die Brennstoffpatronen tragenden Mänteln angeordnet sind. Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art wird der elektrische Kontakt zwischen den leitenden Elementen entweder mit Hilfe von aneinandergedrückten starren leitenden Ringen oder mittels flexibler Elemente hergestellt. Im ersten Falle ist es jedoch im Betrieb des Reaktors wegen der Verformungen der Mäntel und daher auch der Ringe schwierig, einen einwandfreien Kontakt aufrechtzuerhalten. Die zweite Lösung ist wenig robust, verhältnismäßig teuer und bei sehr hohen Temperaturen nicht anwendbar.

Diese Schwierigkeiten werden vollständig vermieden, indem erfindungsgemäß die elektrischen, Verbindungselemente elektrisch leitende Stäbe sind, die jeweils mit einem geringen Spiel in einer in Längsrichtung verlaufenden Ausnehmung der Mäntel angeordnet sind, ferner jeder Stab die gleiche axiale Länge wie der Mantel aufweist, in dem er untergebracht ist, und er in Längsrichtung etwas gegenüber dem Mantel verschoben ist, so daß eines der beiden Enden jedes Stabes über das betreffende axiale Ende des Mantels vorsteht und einen elektrischen Verbindungsstecker bildet, während das andere Ende des Stabes etwas in das andere axiale Ende des Mantels eingezogen ist und dadurch einen Buchsenkontakt bildet, der mit einem Stecker des benachbarten Mantels zusammenwirkt.

Nach einer bevorzugten Ausbildungsform der Vorrichtung sind elastische Mittel vorgesehen, die in axialer Richtung auf die einzelnen Stäbe wirken, ferner die Verwendung von Isolierperlen, die die Stäbe umgeben.

Vorrichtung zur Herstellung einer elektrischen
Verbindung längs eines Kanals eines Kernreaktors

Anmelder:

Commissariat ä l'Energie Atomique, Paris
Vertreter:
ίο Dipl.-Ing. R. Beetz

und Dipl.-Ing. K. Lamprecht, Patentanwälte,
München 22, Steinsdorfstr. 10

Als Erfinder benannt:
Jean Liermann, Paris

Beanspruchte Priorität:
zo Frankreich vom 18. Dezember 1962 (919 074)

Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung einiger in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele hervor. Es zeigt F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Übertragung einer elektrischen Spannung längs eines Kanals eines Kernreaktors,

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der F i g. 1 in vergrößertem Maßstab;.

F i g. 3 und 4 einen Längsschnitt und einen Querschnitt längs der Linie IV-IV der F i g. 3 eines Teiles der Vorrichtung,

Fig. 5 und 6 zwei Varianten des Details gemäß Fig. 4.

Der Moderator 1 des Kernreaktors enthält eine Anzahl von Kanälen 2 (vgl. F i g. 1 und 2), die vorzugsweise vertikal verlaufen und übereinander angeordnete Rohre 3 aufweisen. Jedes dieser Rohre 3 trägt eine oder mehrere gruppenförmig, beispielsweise parallel, angeordnete Brennstoffpatronen 4, wobei die Patronen bzw. Patronengruppen der einzelnen Rohre mit den darüber und darunter liegenden benachbarten Patronen bzw. Patronengruppen desselben Kanals nicht in Berührung stehen.

Zur Übertragung einer elektrischen Information, beispielsweise einer Spannung, die ein Maß für eine Temperatur ist, von einem Punkt 5 einer dieser

Brennstoffpatronen (insbesondere von ihrer »heißen Stelle«) bis zu einer außerhalb des Reaktors angeordneten Meßvorrichtung 6 finden elektrisch leitende

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Stäbe 7 Verwendung, die im wesentlichen starr ausgebildet sind und mit einem geringen diametralen Spiel in Längsdurchbrüchen 8 der Rohre 3 so angeordnet sind, daß sie in Längsrichtung in diesen Durchbrüchen gleiten können. Die Länge jedes dieser Stäbe entspricht der Länge der einzelnen Rohre 3. Die Stäbe sind in den Rohren so gehaltert, daß das eine Ende?! (vgL Fig. 3) axial über das entsprechende Ende des Rohres 3 vorsteht, während das andere Ende7₂ gegenüber dem entsprechenden Ende des Rohres 3 etwas nach innen versetzt ist. Auf diese Weise bilden die vorstehenden Enden T₁ elektrische Verbindungsstecker, die in die Durchbrüche 8 so weit eindringen, bis sie in axialer Richtung an das Ende7₂ des darunter liegenden Stabes 7 anstoßen. Dieses axiale Anlegen, das die elektrische Verbindung der übereinanderliegenden Stäbe bewirkt, kann entweder durch das Eigengewicht der Stäbe gewährleistet werden oder durch ein von den Stäben unabhängiges Gewicht, das auf den obersten Stab jeder Reihe wirkt, oder mit Hilfe elastischer Mittel, wie beispielsweise einer Druckfeder 9 (vgl. F i g. 3), die um wenigstens einen Stab 7 gewickelt und zwischen einem Kragen oder Splint 10 dieses Stabes und einem Anschlag 11 des entsprechenden Rohres angeordnet ist.

Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die zur Aufnahme der Stäbe dienenden Durchbrüche 8 nicht unmittelbar in den Rohren 3 vorgesehen; sie werden vielmehr durch ringförmige Isolierstoffperlen 12 gebildet, die beispielsweise aus gesintertem Aluminium bestehen und in den Durchbrüchen 13 axial übereinandergestapelt sind. In der Höhe der Feder 9 ist eine der Perlen 12 durch eine zylindrische Hülse 14 (vgl. F i g. 3) ersetzt, deren Wandung dünner als die der Perlen 12 ist. Diese Hülse 14 umgibt die Feder 9 und den Splint 10 und gewährleistet den Zusammenhang im Schichtenaufbau der Perlen. Dieser Schichtenaufbau stützt sich in axialer Richtung mit seinem unteren Ende an einem ringförmigen Innenvorsprung 15 des Rohres 3 und an seinem oberen Ende an einer Scheibe 16 ab, die lösbar, beispielsweise mittels einer Schraubverbindung, an dem betreffenden Rohr 3 befestigt ist. Die Feder 9 liegt daher an der als Anschlag wirkenden Stirnfläche 11 der oberhalb der Hülse 14 angeordneten Perlen 12 an und sucht den Splint 10 an die unterhalb der Hülse 14 angeordnete Perle 12 zu drücken; das untere Ende7j des Stabes 7 wird damit gegen das obere Ende 7_a des nächsten Stabes gedrückt Auf diese Weise erreicht man eine sehr sichere und robuste elektrische Verbindung. In gewissen Fällen kann es vorteilhaft sein, die Stäbe in Längsnuten 17 (vgl. F i g. 5 und 6) von Halterungen anzuordnen, die leichter als Durchbrüche herzustellen sind. Unter diesen Umständen kann man die Stäbe mit oder ohne den durch die Perlen gebildeten Aufbau entweder seitlich in diesen Nuten 17 (vgl. Fig. 6) anordnen, wobei ihre seitliche Festlegung mit Hilfe von wenigstens einer Abdeckung 18 erfolgt, oder fest in den Moderatorprismen 19 (vgl. Fig. 5), die ihrerseits anschließend seitlich in die Nuten eingesetzt und beispielsweise mit Hilfe von ringförmigen Verbindungselementen 20 festgelegt werden, die in geeigneten Ringnuten angeordnet sind.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1, bei dem man die in einem an der Stelle 5 angeordneten, aus Chromel (Legierung von 90% Nickel und 10% Chrom) und Alumel (Legierung von 94% Nickel, 2% Aluminium, 3% Chrom und 1% Silicium) bestehenden Thermoelement 21 erzeugte Spannung aus dem Reaktor nach außen leiten will, verwendet man zwei Reihen von übereinander angeordneten Stäben 7, wobei die eine aus Chromel und die andere aus Alumel besteht. Die beiden Reihen von Stäben sind jeweils elektrisch einerseits mit einem entsprechenden Kontakt des Thermoelementes 21 und andererseits mit einem entsprechenden Ring 22 verbunden, der an der Außenseite des Kanals 2 vorgesehen und an die Anzeige- bzw. Meßvorrichtung 6 angeschlossen ist.

Das vorstehend beschriebene elektrische Verbindungssystem mit gleitenden Stäben setzt voraus, daß die Winkelstellung der Rohre bzw. Halterungen während ihrer Montage derart willkürlich gesteuert werden kann, daß jeder Stab in die axiale Verlängerung des Stabes gebracht werden kann, mit dem er in Kontakt gebracht werden soll. Zu berücksichtigen ist nämlich, daß beim Aufbringen einer neuen Halterung (insbesondere beim einfachen Aufsetzen im Falle eines vertikalen Kanals) auf die vorhergehende Halterung die übereinander anzuordnenden Stäbe sich nicht notwendig in gegenseitiger axialer Verlängerung befinden: Die Enden T₁ (vgl. F i g. 3) der Stäbe der neu aufgesetzten Halterung, die normalerweise in axialer Richtung nach vorn bzw. unten vorstehen, sind in diesem Falle in die betreffende Halterung eingeschoben und die Federn 9 zusammengedrückt.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung einer elektrischen Verbindung längs eines Kanals eines Kernreaktors zwischen dem Raum außerhalb des Reaktors und einer Brennstoffpatrone, die sich unter einer Anzahl von in dem Kanal vorgesehenen Patronen befindet, die isoliert oder in einer Gruppe in übereinander angeordneten, als »Mäntel« bezeichneten rohrförmigen äußeren Halterungen liegen, wobei unmittelbar in den Mänteln elektrische Verbindungselemente angeordnet sind und die Elemente jedes Mantels mit den Elementen der beiden benachbarten Mäntel durch einfachen axialen Kontakt der Mantel elektrisch miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Verbindungselemente starre elektrisch leitende Stäbe sind, die jeweils mit einem geringen Spiel in einer in Längsrichtung verlaufenden Ausnehmung der Mantel angeordnet sind, daß ferner jeder Stab die gleiche axiale Länge wie der Mantel aufweist, in dem er untergebracht ist, und daß er in Längsrichtung etwas gegenüber dem Mantel verschoben ist, so daß eines der beiden Enden jedes Stabes über das betreffende axiale Ende des Mantels vorsteht und einen elektrischen Verbindungsstecker bildet, während das andere Ende des Stabes etwas in das andere axiale Ende des Mantels eingezogen ist und dadurch einen Buchsenkontakt bildet, der mit einem Stecker des benachbarten Mantels zusammenwirkt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem Stab und der im zugeordneten Mantel vorgesehenen Ausneh-

mung ein Schichtenaufbau von den Stab umgebenden, axial übereinander angeordneten Isolierperlen vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß elastische Mittel vorgesehen sind, die in axialer Richtung in einem bestimmten Sinne auf die einzelnen Stäbe wirken.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel durch Wickel-Druckfedern gebildet werden, die sich mit ihrem einen Ende an einem fest mit dem Stab ausgebildeten Kragen und mit ihrem anderen Ende an einem Anschlag im Mantel abstützen.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder und der Kragen des Stabes von einer dünnwandigen Hülse umgeben sind, die den Zusammenhang des Schichtenaufbaues der Isolierperlen gewährleistet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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