DE1199896B - Stossabsorbierende Vorrichtung fuer Kernreaktorregelstaebe - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

G21d

Deutsche Kl.: 21g-21/31

G 34861 VIII c/21g
30. April 1962
2. September 1965

Die Erfindung betrifft eine stoßabsorbierende Vorrichtung für Kernreaktorregelstäbe, die zum Abschalten des Reaktors in vertikalen Kanälen innerhalb des Reaktorkerns nach unten fallen, bei der der Stab am unteren Ende des Fallweges eine rohrförmige Hülse plastisch deformiert.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art ist die Hülse am unteren Ende des Regelstabes befestigt, so daß die Hülse beim Auftreffen des Stabes im wesentlichen in axialer Richtung deformiert wird.

Das wesentliche Kennzeichen der stoßabsorbierenden Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht darin, daß die Hülse, deren Innendurchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser des Stabes, am unteren Ende des Regelstabkanals auf einem Widerlager lose aufliegt und an ihrem oberen Rand mit einer ringförmigen Erweiterung versehen ist, deren Innendurchmesser etwa gleich groß ist wie der Außendurchmesser des Stabes, und daß das untere Ende des Stabes kegelstumpfförmig zuläuft, so daß der Durchmesser des unteren Endes des Stabes kleiner ist als der Innendurchmesser des oberen Endes der Hülse.

Bei dieser Vorrichtung wird daher durch die entsprechende Ausbildung von Regelstabende und Hülsenoberteil eine im wesentlichen radiale Verformung bewirkt.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt.

F i g. 1 zeigt schematisch eine Versuchsanlage, welche die in einem Reaktor herrschenden Arbeitsbedingungen der Vorrichtung nachahmt;

F i g. 2 zeigt eine Kurve, welche die Treibbeanspruchung der Hülse in Abhängigkeit von der Hubhöhe veranschaulicht.

Um die Abmessungen der stoßabsorbierenden Vorrichtung mit Sicherheit bestimmen zu können und da es unmöglich ist, Versuche im Inneren eines Reaktors auszuführen, ist es viel einfacher, eine Versuchsanlage zur Ausführung dynamischer Versuche herzustellen, die sich den Verwendungsbedingungen soweit als möglich nähern.

Diese Anlage, die in F i g. 1 schematisch dargestellt ist, besteht aus einem Rohr 9 aus Aluminium, dessen Innendurchmesser gleich ist jenem des Mantels einer Zelle des Reaktors. Das Rohr 9 ruht auf einem Widerlager 10 auf, das aus einem U-Eisen besteht und das mit Bohrungen 11 versehen ist, welche das Entweichen der Luft beim Fall eines nachgeahmten Regelstabes ermöglichen.

Letzterer besteht aus einem Stab 12 aus weichem Stahl von 20 kg Gewicht, dessen unteres Ende bear-Stoßabsorbierende Vorrichtung für
Kernreaktorregelstäbe

Anmelder:

Groupement Atomique Alsacienne Atiantique

(G. A. A. A.),

Le Plessis-Robinson, Seine (Frankreich)

Vertreter:

Dr.-Ing. A. v. Kreisler, Dr.-Ing. K. Schönwald,
Dr.-Ing. Th. Meyer, Dr. rer. nat. J. F. Fues
und Dipl.-Chem. Dr. H.-G. Eggert,
Patentanwälte, Köln 1, Deichmannhaus

Als Erfinder benannt:

Victor Jean Gerard, Cachan, Seine;

Jean Antoine Martin, Chatillon-sous-Bagneux,

Seine (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 5. Mai 1961 (860 970)

beitet ist, um einen Ring aus Aluminium aufzunehmen. Der Ansatz der Regelstäbe wird gewöhnlich aus diesem Metall hergestellt. Dieser Ring, der als Stempel dient, ist mit einer konischen Abschrägung a versehen, auf welche eine zylindrische Lagerfläche 13 von einigen Millimetern Höhe folgt sowie ein ebenfalls zylindrischer Teil 13 b, dessen Durchmesser kleiner ist als jener der Lagerfläche 13. Der Stab 12 wird außerdem noch mit Führungsringen 14 versehen. Die Höhe des Rohrs 9 ist groß genug, um den nachgeahmten Stab 12 und die zu erprobende Hülse 15 aufnehmen zu können und dem Stab zu ermöglichen, einen freien Fall von 2,5 m Höhe auszuführen. Die Hülse 15 besteht aus einem dünnen zylindrischen Aluminiumrohr von 0,9 mm Dicke, das mit einem Aluminiumring 16 verschweißt ist. Der obere Rand der Hülse ist mit einer ringförmigen Erweiterung 15 α versehen, die den Ansatz des Stabes 12 aufnehmen kann. Die Hülse 15 wird in das Rohr 9 eingeführt und liegt lose auf dem Widerlager 10 auf.

509 659/375

Zwei Arten von Versuchen wurden ausgeführt, nämlich

a) dynamische Versuche, welche den Fall eines Regelstabes darstellen,

b) statische Versuche, welche ermöglichen, die Energieabsorption genauer kennen zu lernen.

Dynamische Versuche

Mehrere dynamische Versuche haben gezeigt, daß bei einer angenommenen Dicke der Hülse von 0,9 ±0,05 mm die Treibtiefe 55 ±5 mm betrug.

Die Versuche zeigen, daß diese Dicke angemessen ist, weil die festgestellte Tiefe der Verformung sehr annehmbar ist. Die statischen Versuche haben überdies gezeigt, daß die Belastung 800 kg nicht überschreitet.

Statische Versuche

Die statischen Versuche wurden mit der gleichen Versuchsanlage ausgeführt, aber die Belastung wurde mittels eines Dynamometers angegeben, was ermöglicht hat, die Veränderung der Belastung in Abhängigkeit von der Ausbauchung aufzuzeichnen und auf diese Weise die Kurve zu erhalten, welche das Diagramm der F i g. 2 zeigt. In diesem Diagramm sind die ausgebauchten Tiefen in Millimeter auf der Abszisse und die Ausbauchungsbelastungen in Kilogramm auf der Ordinate aufgezeichnet. Es ergibt sich zuerst ein nahezu geradliniger Teil bis ungefähr 45 mm, worauf der Winkelkoeffizient zunimmt. Die Geradlinigkeit bleibt bis ungefähr 55 mm gewahrt. Von dieser Stelle an ist die Belastung dann konstant, und ihr Wert liegt nahe bei 800 kg. Diese Versuche zeigen, daß die erzielten Belastungen verhältnismäßig gering und mit dem Verhalten des Bodens der Zelle vereinbar sind. Außerdem ermöglicht die Hubhöhe, den Regelstab in einem Bereich zu halten, in welchem derselbe noch eine ausreichende Wirksamkeit besitzt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Stoßabsorbierende Vorrichtung für Kernreaktorregelstäbe, die zum Abschalten des Reaktors in vertikalen Kanälen innerhalb des Reaktorkerns nach unten fallen, bei der der Stab am unteren Ende des Fallweges eine rohrförmige Hülse plastisch deformiert, dadurchgekennzeichnet, daß die Hülse(15), deren Innendurchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser des Stabes (12), am unteren Ende des Regelstabkanals (9) auf einem Widerlager (10) lose aufliegt und an ihrem oberen Rand mit einer ringförmigen Erweiterung (15 a) versehen ist, deren Innendurchmesser etwa gleich groß ist wie der Außendurchmesser des Stabes, und daß das untere Ende (13 a) des Stabes kegelstumpfförmig zuläuft, so daß der Durchmesser des unteren Endes des Stabes kleiner ist als der Innendurchmesser des oberen Endes der Hülse.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Französische Patentschrift Nr. 1 201911.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   509 659/375 8.65 © Bundesdruckerei Berlin