DE1190117B

DE1190117B - Elektromagnetsystem zur Bewegung eines Regelstabes in einem Atomkernreaktor

Info

Publication number: DE1190117B
Application number: DES75196A
Authority: DE
Inventors: Franz Schreiber
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1961-08-05
Filing date: 1961-08-05
Publication date: 1965-04-01

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

G 21

Deutsche Kl.: 21g -21/31

Nummer: 1190 117

Aktenzeichen: S 75196 VIII c/21 g

Anmeldetag: 5. August 1961

Auslegetag: 1. April 1965

Die Erfindung bezieht sich auf ein Elektromagnetsystem zur Bewegung eines Regelstabes in einem Atomkernreaktor, das aus mehreren geradlinigen, in Achsrichtung des Stabes aneinandergereihten, in auf- oder absteigender Folge einzeln nacheinander erregbaren Hubmagneten besteht.

Es ist bekannt, alle Elektromagnete eines solchen Systems gleichzeitig mit zwei- oder dreiphasigem Wechselstrom oder gruppenweise gleichzeitig mit . sinusförmig abgestuften Gleichströmen zu erregen. Dabei fließt also in jedem Augenblick durch einen Teil der Elektromagnete ein wenigstens angenähert dem Scheitelwert der Sinuskurve entsprechender, zum Heben des Ankers ausreichender Strom. Dieser maximale Strom fließt auch dann durch einen Teil der Magnete, wenn der Anker in seiner Stellung gehalten werden soll. Der Anker, an den beispielsweise ein Regelstab angekuppelt ist, muß relativ zu den Elektromagneten beliebig einstellbar und in der jeweils eingestellten Lage gehalten werden. Das bedeutet, daß alle Elektromagnete so bemessen sein müssen, daß sie den Maximalstrom längere Zeit führen können, ohne sich unzulässig zu erwärmen.

Nach einem nicht vorveröffentlichten Vorschlag besteht ein Elektromagnetsystem zur Bewegung eines Regelstabes beispielsweise aus einer Reihe von ringförmigen Elektromagneten, die ein Druckrohr umgeben und axial aneinandergereiht sind, und einem in gleichmäßigen Abständen mit Ringnuten versehenen Stab aus magnetisierbarem Werkstoff im Inneren des Rohres. Ein dem Abstand von Zahn zu Zahn entsprechender Stababschnitt dient dem jeweils zugeordneten Magneten als Anker. Werden die Hubmagnete der Reihe nach erregt und entregt —■ wobei mehrere Magnete gleichzeitig erregt sein können —, so wird der Stab, je nach der Erregungsfolge, in der einen oder anderen Richtung bewegt.

Für ein derartiges System wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, jeden dieser Hubmagnete zwischen den Hüben mit einem Haltestrom von geringerer als der zum Hub erforderlichen Höhe zu erregen. In einem beliebigen Zeitpunkt sind mindestens ein Elektromagnet oder aber gleichzeitig mehrere Magnete erregt. Der größere Teil der Magnete ist in demselben Zeitpunkt stromlos. Die Elektromagnete brauchen daher nur für einen Dauerstrom bemessen zu sein, der praktisch dem zum Halten des Ankers erforderlichen Strom entspricht.

Dadurch läßt sich die Hubkraft der Magnete erhöhen, ohne daß die Leistungsaufnahme nennenswert größer und die durch die Erwärmung gesetzte Leistungsgrenze überschritten wird, oder die Ma-

Elektromagnetsystem zur Bewegung eines
Regelstabes in einem Atomkernreaktor

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Als Erfinder benannt:
Franz Schreiber, Erlangen

gnete können bei gleichbleibender Hubkraft kleiner bemessen werden, so daß das Elektromagnetsystem

so mit kleineren Abmessungen ausgeführt werden kann. Außerdem verkürzt sich die Hubzeit (Zeit von der Einschaltung bis zur Vollendung der Ankerbewegung), und die Haltezeit wird entsprechend länger. Der effektive Mittelwert des Stromes ändert sich infolgedessen nur unwesentlich.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert.
Die Zeichnung gibt eine Schalteinrichtung wieder, mit der beispielsweise zehn Elektromagnete M₁ bis M₁₀ eines eingangs erwähnten Systems mit genutetem Anker der Reihe nach erregt werden. Die Schalteinrichtung enthält zehn Nockenscheiben N₁ bis JV₁₀, die auf einer z.B. von einem Motor 10 angetriebenen Welle 11 befestigt sind und über Schalter S₁ bis S₁₀, Schütze R₁ bis i?₁₀ ein- und ausschalten. Dabei sind beispielsweise stets fünf Schütze und damit die Erregerspulen von fünf Magneten gleichzeitig eingeschaltet. Eine weitere Nockenscheibe N₁₁ mit einer der Anzahl der Magnete entsprechenden Zahl von Nocken 12 schaltet jeweils zu dem Zeitpunkt, in dem eines der Schütze S₁ bis S₁₀ eingeschaltet wird, mit Hilfe eines Schützes .R₁₁ das System kurzzeitig an eine Spannung, die zur Erhöhung des Erregerstromes auf den zum Heben des für die Magnete gemeinsamen Ankers ausreicht, z. B. an die volle Netzspannung. Die Nockenbreite der Nocken 12 ist so bemessen, daß die erforderliche Hubzeit mit Sicherheit eingehalten wird, bevor das Schütz R₁₁ abgeschaltet und dadurch das System an die zum Halten des Ankers benötigte, an einem Spannungsteiler 13 abgegriffene Spannung gelegt wird. Der während der Hubzeit er-

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forderliche Spitzenstrom kann natürlich auch einem entsprechend bemessenen Kondensator entnommen werden.

An Stelle der weiteren Nockenscheibe mit mehreren Nocken 12 können auch einzelne Nockenschei- ben verwendet werden, deren Zahl der Anzahl der Magnete entspricht und deren Nocken entsprechend gegeneinander versetzt sind. Ferner ist es möglich, eine Nockenscheibe mit mindestens einem Nocken zu verwenden, der bei jeder Hinzuschaltung eines Elektromagneten das SChUtZIi₁₁ über den Schalter S₁₁ einschaltet. Dann ist jedoch die Drehzahl dieser Nockenscheibe von der Anzahl der Magnete und der Anzahl der Nocken abhängig. Bei dem als Beispiel gewählten Magnetsystem mit zehn Elektromagneten wäre beispielsweise die Drehzahl einer das Schütz A₁₁ einschaltenden Nockenscheibe mit zwei Nocken fünfmal so groß zu wählen wie die der Nockenwelle 11.

Claims

Patentansprüche: ao

1. Elektromagnetsystem zur Bewegung eines Regelstabes in einem Atomkernreaktor, das aus mehreren geradlinig in Achsrichtung des Stabes aneinandergereihten, in auf- oder absteigender Folge einzeln nacheinander erregbaren Hubmagneten besteht, dadurch gekennzeichnet, daß jeder dieser Hubmagnete zwischen den Hüben mit einem Haltestrom von geringerer als der zum Heben erforderlichen Höhe erregt ist.

2. Elektromagnetsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außer einer die Hubmagnete ein- und ausschaltenden ersten Nockensteuereinrichtung, deren Nockenzahl der Anzahl der Hubmagnete entspricht, noch eine zweite Nockensteuereinrichtung vorgesehen ist, die mittels eines Spannungsteilers den Magneterregerstrom abwechselnd zum Heben herauf- und zum Halten herabsetzt.

3. Elektromagnetsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Nockensteuereinrichtung ein Schaltgerät zugeordnet ist, durch das die Erregerspule des jeweils eingeschalteten Magneten an die Abgriffe des Spannungsteilers schaltbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschriften Nr. 848 521, 857 059;
»Elektrotechnik und Maschinenbau«, 74. Jahrgang,

1957, Heft 11, S. 243;
M. A. Schultz, »Control of Nuclear Reactors

and Power Plants«, 1955, London, S. 108, 109.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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