DE1203397B - Vorrichtung zum loesbaren Festlegen zweier koaxialer Bauelemente aneinander - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

G21c

Deutsche Kl.: 21g-21/20

Nummer: 1203 397

Aktenzeichen: C 27601 VIII c/21 g

Anmeldetag: 31. Juli 1962

Auslegetag: 21. Oktober 1965

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum lösbaren Festlegen zweier koaxialer Bauelemente aneinander, insbesondere einer Brennstoffpatrone an einem Beschickungsgestänge oder in einem Kanal eines Kernreaktors mit an der Wandung des einen Bauelements befestigten Haltegliedern, die unter dem Einfluß elastischer Kräfte in eine nach innen offene Ausnehmung des anderen Bauelements eingreifen, und mit einer längs der Achse des ersten Bauelements verschieblichen Betätigungsstange, die Über eingeschobene Übertragungsglieder einen den elastischen Kräften entgegengerichteten Lösedruck auf die Halteglieder ausübt.

Die Beschickung des Reaktors mit Brennstoffpatronen und deren Entnahme vollzieht sich während des Betriebs des Reaktors in den von einer Kühlflüssigkeit durchströmten Kanälen oder Leistungsrohren dieses Reaktors. Dazu ist es erforderlich, den das Ende des zu bedienenden Kanals abschließenden Verschlußstopfen und die Schutzpatrone zu ent- ao fernen. Man benutzt dazu beispielsweise eine Zange, die am Ende einer Stange oder an einem Beschickungsgestänge befestigt ist, die sich über eine an der Stirnfläche des Reaktors angeordnete BeVerrichtung zum lösbaren Festlegen zweier
koaxialer Bauelemente aneinander

Anmelder:

Commissariat ä l'Energie Atomique, Paris

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. Beetz

und Dipl.-Ing. K. Lamprecht, Patentanwälte,

München 22, Steinsdorfstr. 10

Als Erfinder benannt:
Didier Costes, Paris

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 16. August 1961 (870 859) --

an der Wandung des einen Bauelements Halteglieder befestigt sind, die von elastischen Kräften zum Ein-

schickungsmaschine axial in dem Kanal verschieben as greifen in eine nach innen offene Ausnehmung des läßt. anderen Bauelements gebracht werden können. Zur

Wenn der Kanal nicht auf seiner ganzen Länge mit aktiven Elementen oder mit Füllelementen besetzt

ist, können in dem Kühlmedium wirkende dynaih Käf d bi ih hil

gew 'lter Weise in dem Kanal verschieben. Daher ist is notwendig, die Elemente zu verankern und sie zeitweilig an der Kanalwand festzulegen. Die gleiche Lösung der Halteglieder des einen Bauelements aus der Ausnehmung des anderen Bauelements ist bei der bekannten Vorrichtung eine längs der Achse des

mische Kräfte und — bei nicht horizonalen 30 ersten Bauelements verschiebbare Betätigungsstange Kanälen — auch die Schwerkraft die Elemente in un- vorgesehen, die über eingeschobene Übertragungsglieder einen den elastischen Kräften entgegengerichteten Lösedruck auf die Halteglieder auszuüben vermag. Die Halteglieder selbst bestehen bei der be-

Nbtwendigkeit besteht naturgemäß aber auch gegen- 35 kannten Vorrichtung aus starren, in Zapfen geäber der Betätigungseinrichtung selbst, die den EIe- lagerten Sperrklinken ohne jede Eigenelastizität, so menttransport zum und im Kanal bewirken soll. daß es der Anordnung besonderer Federn bedarf, um

Zur Lösung dieses Problems sind bereits Blockier- sie zu einem Eingreifen in die Ausnehmungen des mittel verwendet worden, die reibungsschlüssig zweiten Bauteils zu bringen. Die Betätigungsstange wirken und eine Verschiebung der Elemente etwa 40 wirkt auf einen starren Druckring, der seinerseits auf gegenüber der Kanalwand nur unter dem Einfluß von
Kräften einer bestimmten Mindestgröße an gestatten.
Nachteilig ist bei diesen Einrichtungen jedoch die
Tatsache, daß die Reibungskoeffizienten der Elemente gegen die umgebenden Bauteile variabel sind 45
und vor allem auch von Temperatur und Art eines in
dem Kanal strömenden Kühlmittels abhängen. Die
ausgeübten Haltekräfte sind also ebenfalls variabel

und lassen sich nur schwer auf einen gewünschten W ill b dbi hl

die kurzen Arme der Sperrklinken wirkt und eine Einwärtsbewegung der Hakenenden der Sperrklinken auslöst, wodurch die beiden Rohre voneinander freikommen.

Nachteilig ist jedoch bei dieser Ausführung der Übertragungsglieder, daß die Betätigungsstange nur auf die Halteglieder zwischen zwei Bauelementen einzuwirken vermag. Eine gleichzeitige Festlegung bzw. Freigabe mehrerer in einer Reihe hinter- oder über-

Wert einstellen bzw. dabei halten. 50 einanderliegender Bauelemente, wie sie in den einen

Weiter sind Festlegevorrichtungen für zwei Rohre Reaktorkanal füllenden Brennstoffpatronen vorliegen, einer Leitung aneinander bekanntgeworden, bei denen ist also bei der bekannten Vorrichtung nicht möglich;

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deren Einsatz im Rahmen einer Beschickungseinrich- Kanals 1 eines Kernreaktors eingeführt und dort

tung für Kernreaktoren ist also nicht möglich. längs verschoben werden kann. Das Gestänge wird Aufgabe der Erfindung war es daher, eine Fest- durch eine (in der Figur auf der linken Seite zu legevorrichtung zu schaffen, deren Halteglieder denkende) Maschine betätigt. Die Stange 18 trägt — eigenelastisch wirkend — von zusätzlichen Feder- 5 Längsrippen 24 und an ihrem Ende einen rohrför-

elementen unabhängig sind und ebenso wie die Be- migen Körper 68, der an den Rippen 24 befestigt ist,

tätigungselemente einen solchen Aufbau aufweisen, Im Inneren des Körpers 68 sind Zungen 36 spielfrei daß der gesamte Patronenstapel gleichzeitig an der befestigt oder eingespannt, von denen jede in einer

Kanalwand festgelegt bzw. von ihr gelöst und in sich Axialebene liegt; die Zungen können den gesamten

zu einem zusammenhängenden Strang verbunden io Umfang des Körpers 68 bedecken. Die Zungen

werden kann. können je für sich, beispielsweise durch Nieten 69,

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch ge- aber auch gemeinsam befestigt sein, indem man sie löst, daß die Halteglieder aus an einem Ende spielfrei durch Einschneiden einer ringförmigen Blechhülse am Umfang des ersten Bauelementes befestigten erhält, die an einigen Stellen an dem Körper 68 beZungen bestehen, die im Ruhezustand unter dem 15 festigt ist. Die Enden 70 der Zungen 36, die in axialer Einfluß ihrer Eigenelastizität in die Ausnehmung des Richtung über den Körper 68 vortreten, sind nach zweiten Bauelements eingreifen, und daß die Über- außen hakenartig umgebogen, wie es die Figuren tragungsglieder aus mit der Betätigungsstange gelen- zeigen.

kig verbundenen Streben bestehen, die je nach der Mit jeder der Zungen 37 ist eine der Streben 71,

Stellung der zugeordneten Betätigungsstange mehr 20 beispielsweise durch Durchstrecken ihres einen Endes

oder weniger stark ausgespreizt werden. durch ein in der zugehörigen Zunge angebrachtes

Neben den obenerwähnten günstigen Wirkungen Loch und Verbreiterung auf der anderen Seite dieses

hat die erfindungsgemäße Ausbildung der Halte- Loches, gelenkig verbunden. An ihren anderen Enden

glieder und der Betätigungselemente noch den Vor- sind die Streben 71 an einer axialen Betätigungsstange

teil eines sehr dünnen Querschnitts, so daß der 25 72 mittels einer Mutter 73 befestigt, die einen mit

Durchtritt des Kühlmittels praktisch nicht behindert Längsschlitzen versehenen Mantel für den Durchtritt

wird. der Streben besitzt, die im Inneren dieses Mantels

In Weiterbildung der Erfindung ist es günstig, die einen verbreiterten Kopf besitzen. Zu der Mutter 73 Streben in Längsschlitzen im Mantel einer Mutter zu gehört eine Konter- und Schließmutter 74. Die Belagern, die fest mit der Betätigungsstange verbunden 30 tätigungsstange 72 kann sich gegenüber der Beist, die ihrerseits im Inneren einer in der Achse des schickungsstange 18 verschieben und ist durch eine ersten Bauelementes angeordneten rohrförmigen Stopfbuchse 75, die beispielsweise aus Graphit beBuchse gleitend gelagert ist. Die rohrförmige Buchse steht, geführt. Die Stange 72 läßt sich entgegen der kann an einem Ende teilweise oder ganz geschlossen Wirkung einer Feder 76 mittels eines Seiles 38 in der sein und eine vorgespannte Feder umschließen, die 35 Figur nach links bewegen.

sich einerseits am Boden der Buchse und anderseits Die Schutz- oder Füllpatrone 9 hat einen zentralen

an einem Ende der Betätigungsstange abstützt, wo- rohrförmigen Teil 77 und eine äußere Hülse 78, zwi-

durch auf diese Stange eine Kraft ausgeübt wird, die sehen denen sich dünne Rippen 79 erstrecken, die

ein Spreizen der Streben zur Folge hat. Schließlich derart geformt sind, daß zwischen den Rippen

kann durch eine Bohrung am Boden der rohrför- 40 schraubenlinienförmige Durchlässe für ein Kühl-

migen Buchse noch ein Zusatzorgan geführt sein, medium gebildet werden. Das Material dieser Rippen

durch dessen Betätigung die freien Enden der Zungen ist Stahl oder Graphit; es gibt einen Schutz gegen

mehr oder weniger weit zur Bauelementenachse hin schnelle Neutronen. Die Hülse 78 hat an ihrem Ende

gezogen werden. eine innere Ringausnehmung 80, die zur Aufnahme

Die Vorrichtung nach der Erfindung eignet sich 45 der zurückgebogenen Enden 70 der Zungen 36 der

insbesondere zum Einbringen und Herausnehmen Beschickungsstange dient; diese Hülse ist mit ange-

von Brennstoffelementen, wobei sich die Betätigungs- schrägten Durchbrechungen 86 versehen, durch

organe der an den einzelnen Elementen angebrachten welche die Zungen 36 a hindurchtreten können, die

Festlegevorrichtungen gegenseitig aneinander ab- im Inneren der Hülse 78 befestigt sind. Diese in der

stützen und in dem Betätigungsgestänge ein durch 50 gleichen Weise wie die Zungen 36 befestigten und zu

den Boden der rohrförmigen Buchse geführtes Zu- betätigenden Zungen 36 a sind jedoch umgekehrt ge-

satzorgan zur Betätigung der Zungenenden vorge- richtet: einander entsprechende Teile tragen die

sehen ist. gleichen Bezugszahlen wie diejenigen der Zungen 36,

Während das Beschickungsgestänge die Patrone aber zur Unterscheidung mit dem Index a.

mit seinem Ende oder mit seiner Kupplungsvorrich- 55 Die mit den Enden der Zungen 36(2 zusammen-

tung faßt, hebt es auf diese Weise gleichzeitig die wirkende Ausnehmung 80 α ist in der Wand des

Verankerung der Patrone im Kanal auf und kann Kanals 1 angebracht, und die Stange 72 a gleitet in

diese dann frei bewegen. dem zentralen Teil 77, der die Rückholfeder 76 a

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise schützt. Jedenfalls wird die Stange 72 α über ein mit veranschaulicht. Die F i g. 1 und 2 zeigen — in 60 ihr einstückig verbundenes Druckstück 82 durch Anaxialem Schnitt und in zwei zeitlich aufeinanderfol- drücken der Stange 72 an das Druckstück von dieser genden Betriebsstellungen — eine im Inneren eines Stange betätigt.

Kernreaktorkanals befindliche Schutzpatrone und das Die Wirkungsweise der aus der Patrone und der

Ende eines Beschickungsgestänges; diese Patrone und Beschickungsstange bestehenden Anordnung ergibt

das Gestänge sind mit je einer Festlege- oder Kuppel- 65 sich wie folgt:

vorrichtung gemäß der Erfindung ausgestattet. Normalerweise ist die Füll- oder Schutzpatrone 9

Das Gestänge besteht im wesentlichen aus einer in dem Kanal 1 verankert, da die Zungen 36 a wegen

innen hohlen Stange 18, die ins Innere irgendeines ihrer Elastizität mit ihren Enden in die Ausnehmung

80α (in Fig. 1 rechts) eingreifen, was wegen der durch die Feder 76 α bewirkten Verschiebung der Stange 72 a nach links möglich ist.

Will man diese Patrone entnehmen, so führt man die Beschickungsstange 18 in den Kanal ein, wobei man gleichzeitig an dem Seil 38 zieht. Wie in der F i g. 1 links gezeigt ist, wird hierdurch die Stange 72 gegenüber der Stopfbuchse 75 nach links bewegt, wodurch den Streben 71 eine Schrägneigung gegeben wird. Die Enden 70 der Zungen 36 werden auf diese Weise radial nach innen gezogen und können also an dem Rand der Ausnehmung 80 der Patrone vorbeigehen. Man läßt dann das Seil 38 locker, so daß die Feder 76 die Stange 72 nach rechts drückt, wie in der F i g. 2 gezeigt ist. Hierdurch drückt einerseits das Druckstück 82 die Stange 72 α nach rechts, entgegen der Wirkung der Feder 76 a, die schwächer ist als die Feder 76, wobei die Enden der Federn 36 a aus der Kanal-Ausnehmung 80 a nach innen gezogen werden und auf diese Weise die Patrone freigegeben wird. Anderseits richtet die axiale Verschiebung der Muttern 73, 74 die Streben 71 in eine senkrechte Radialstellung auf, wodurch die Zungen 36 sich nach außen biegen; ihre Enden 70 kommen somit in Eingriff mit der Ausnehmung 80 der Schutzpatrone und kuppeln so die Patrone mit der Beschickungsstange. Es ist dann möglich, die Beschickungsstange 18 nach links zurückzuholen, um die Patrone herauszuziehen.

Um sie wieder an Ort und Stelle zu bringen, genügt es, die eben beschriebenen Arbeitsgänge in der umgekehrten Reihenfolge zu wiederholen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum lösbaren Festlegen zweier koaxialer Bauelemente aneinander, insbesondere einer Brennstoffpatrone an einem Beschickungsgestänge oder in einem Kanal eines Kernreaktors, mit an der Wandung des einen Bauelements befestigten Haltegliedern, die unter dem Einfluß elastischer Kräfte in eine nach innen offene Ausnehmung des anderen Bauelements eingreifen, und mit einer längs der Achse des ersten Bauelements verschieblichen Betätigungsstange, die über eingeschobene Übertragungsglieder einen den elastischen Kräften entgegengerichteten Lösedruck auf die Halteglieder ausübt, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteglieder aus an einem Ende spielfrei am Umfang des ersten Bauelements befestigten Zungen (36; 36 a) bestehen, die im Ruhezustand unter dem Einfluß ihrer Eigenelastizität in die Ausnehmung (80; 80 a) des zweiten Bauelements eingreifen, und daß die Übertragungsglieder aus mit der Betätigungsstange (72; 72 a) gelenkig verbundenen Streben (71; 71a) bestehen, die je nach der Stellung der zugeordneten Betätigungsstange mehr oder weniger stark ausgespreizt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Streben (71; 71a) in Längsschlitzen im Mantel einer Mutter (73; 73 a) gelagert sind, die mit der Betätigungsstange (72; 72 a) fest verbunden ist, die ihrerseits im Innern einer in der Achse des ersten Bauelementes angeordneten rohrförmigen Büchse (18; 77) gleitend gelagert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Büchse an einem Ende teilweise oder ganz geschlossen ist und im Inneren eine vorgespannte Feder (76; 76 a) aufweist, die sich einerseits am Boden der Büchse und anderseits an einem Ende der Betätigungsstange (72; 72 a) abstützt, wodurch auf diese Stange eine Kraft ausgeübt wird, die ein Spreizen der Streben zur Folge hat.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine an dem Boden der rohrförmigen Büchse (18) vorgesehene Bohrung ein an der Betätigungsstange (72) befestigtes Zugorgna (38) geführt ist, durch dessen Betätigung die freien Enden der Zungen mehr oder weniger weit zur Bauelementenachse hin gezogen werden.

5. Die Verwendung einer als Beschickungsgestänge ausgebildeten Vorrichtung nach Anspruch 4 zum Einbringen und Herausnehmen eines mit einer Festlegevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 versehenen Brennstoffelementes unter gegenseitiger Abstützung der Betätigungsorgane ihrer Festlegevorrichtungen aneinander.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 528 369.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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