DE1218823B

DE1218823B - Closure device for vessels under internal pressure, especially for standpipes for nuclear reactors

Info

Publication number: DE1218823B
Application number: DEN18842A
Authority: DE
Inventors: Stephen Baldwin Dunwi Fletcher; Lamberto Paggi
Original assignee: Nuclear Power Plant Co Ltd; Agip Nucleare SpA
Current assignee: Nuclear Power Plant Co Ltd; Agip Nucleare SpA
Priority date: 1959-09-01
Filing date: 1960-08-31
Publication date: 1966-06-08

Description

Verschlußeinrichtung für unter Innendruck stehende Gefäße, insbesondere für Standrohre für Kernreaktoren Die Erfindung bezieht sich auf eine Verschlußeinrichtung für unter Innendruck stehende Gefäße, insbesondere für die unter Innendruck stehenden Standrohre von Kernreaktoren mit einem inneren und äußeren Bauelement, von welchen das innere mindestens teilweise mit Gleitsitz in das äußere eingepaßt und an seinem Außenumfang mit Dichtungsmitteln zur Verhinderung des Durchtritts des den Innendruck erzeugenden Mediums versehen ist, wobei die Verriegelung mittels durch Keilflächen an einem der Elemente in Aussparungen des anderen Elementes verschiebbarer Glieder erfolgt und die zur Verriegelung führende Axialbewegung des inneren Elementes durch den Innendruck ausgelöst wird.Closure device for vessels under internal pressure, in particular for standpipes for nuclear reactors The invention relates to a closure device for vessels under internal pressure, especially for those under internal pressure Standpipes of nuclear reactors with an inner and an outer component, one of which the inner at least partially fitted with a sliding fit in the outer and on his Outer circumference with sealing means to prevent the passage of the internal pressure generating medium is provided, the locking means by means of wedge surfaces on one of the elements in recesses of the other element displaceable members takes place and the axial movement of the inner element leading to the locking the internal pressure is triggered.

Es sind Verschlußeinrichtungen bekannt, deren Verriegelungsglieder z. B. aus einer Anzahl von Kugeln, Rollen oder Riegeln bestehen, die durch mechanisch betätigte Nocken oder Keile in Ringnuten oder Aussparungen der Gefäßöffnung geschoben werden.There are known locking devices, their locking members z. B. consist of a number of balls, rollers or bars, which are mechanically actuated cams or wedges are pushed into annular grooves or recesses in the vessel opening will.

Einige dieser bekanntdn Verschlüsse weisen Federn auf, die während des Anhebens oder Absenkens des Verschlusses unter Gewichtsbelastung stehen und die Verriegelung vornehmen. Andere Vorrichtungen arbeiten mittels einer Verdrehung zweier konzentrischer Teile zueinander, beispielsweise in dem ein äußerer Kugelkäfig gegenüber einem inneren exzentrisch gestalteten Körper, z. B. einer Kurvenscheibe, verdreht wird.Some of these known fasteners have springs that hold during the lifting or lowering of the buckle are under weight load and lock it. Other devices work by means of a twist two concentric parts to each other, for example in the one outer ball cage compared to an inner eccentrically shaped body, e.g. B. a cam, is twisted.

Derartige Vorrichtungen weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie unabsichtlich gelöst werden können, während zwischen beiden Seiten des Verschlusses ein Druckunterschied besteht. Dies ist insbesondere bei gasgekühlten Kernreaktoren, die ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung darstellen, wobei die erfindungsgemäße Verschlußeinrichtung bei Standrohren verwendet wird, welche den biologischen Schild des Reaktors durchsetzen und durch die Kernbrennstoff-, Steuer- und Kontrollstäbe und anderes Zubehör in den Reaktorkem aus Graphit eingebracht oder aus diesem entfernt werden, ein schwerwiegender Nachteil, da ein unbeabsichtigtes öffnen nicht nur zu schweren Zerstörungen baulicher Art infolge der durch den hohen Innendruck mit großer Kraft herausgeschleuderten Verschlüsse, sondern auch zu schweren Strahlenschäden infolge der austretenden radioaktiven Substanzen führen würde.However, such devices have the disadvantage that they can be inadvertently released while there is a pressure difference between the two sides of the closure. This is particularly in the case of gas-cooled nuclear reactors, which represent a preferred field of application of the invention, the closure device according to the invention being used in standpipes which penetrate the biological shield of the reactor and which are introduced into the graphite reactor core through the nuclear fuel, control and monitoring rods and other accessories or be removed from it, a serious disadvantage, since unintentional opening would not only lead to severe structural damage due to the closures being ejected with great force by the high internal pressure, but also to severe radiation damage as a result of the radioactive substances escaping.

Besonders einfach ausgebildete Sperrkugelverriegelungen a weisen darüber hinaus noch den Nachteil auf, daß ein schnelles Öffnen und Schließen bei derartigen Verschlüssen mit großem Durchmesser nicht möglich ist, da sie sich nur durch Anziehen bzw. Lösen von Schrauben ent- bzw. verriegeln lassen. Es wurden auch schon Vorrichtungen bekannt, die beispielsweise mittels pneumatischer Hüfseinrichtungen das vorzeitige öffnen eines unter Innendruck stehenden Behälters verhindern. Die erforderliche pneumatische Einrichtung macht diese Vorrichtungen je- doch störanfällig und kompliziert, so daß sie für den vorstehend erwähnten bevorzugten Verwendungszweck der Erfindung nicht geeignet erscheinen.Particularly simple locking ball locks a also have the disadvantage that quick opening and closing is not possible with such large diameter locks, since they can only be unlocked or locked by tightening or loosening screws. Devices have also already been known which, for example by means of pneumatic auxiliary devices, prevent premature opening of a container under internal pressure. However, the required pneumatic device makes these devices prone to failure and complicated, so that they do not appear to be suitable for the preferred application of the invention mentioned above.

Eine weitere bekannte Einrichtung arbeitet mit einem Hebelmechanismus, der jedoch bei Verschlüssen, die großen Innendrücken standhalten müssen, sehr kompliziert werden müßte. Auch die bei diesem Vorschlag zur Betätigung des Hebelsysteins, dienende zentrale Membran dürfte keinen größeren Innendruck aushalten, wobei noch hinzukommt, daß die Anordnung von im Zentrum des Verschlusses befindlichen Verschlußelementen für die Verwendung in einem Kernreaktor hinderlich ist, da in diesem Fall häufig Steuer- und Kontrolleinrichtungen durch das Zentrum des Standrohrverschlusses geführt sind.Another known device works with a lever mechanism, which, however, is very complicated for closures that have to withstand large internal pressures would have to be. Also the one used in this proposal to operate the lever system central membrane should not be able to withstand any greater internal pressure, and there is also that the arrangement of located in the center of the shutter Closure elements for use in a nuclear reactor is a hindrance, as in this case it is common Control and monitoring devices passed through the center of the standpipe closure are.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der den vorbeschriebenen bekannten Konstruktionen anhaftenden Nachteile, einen Verschluß zu schaffen, der konstruktiv verhältnismäßig einfach ist, mit Sicherheit ein unbeabsichtigtes öffnen verhindert, solange im Innem des zu verschließenden Gefäßes ein überdruck herrscht und bei dem die Verriegelungseinrichtungen in der Nähe der Peripherie des Verschlusses vorgesehen sind, so daß das Zentrum frei bleibt.Based on this prior art , the invention is based on the object, while avoiding the disadvantages inherent in the known constructions described above, to create a closure which is structurally relatively simple and reliably prevents unintentional opening as long as there is overpressure inside the vessel to be closed prevails and in which the locking devices are provided in the vicinity of the periphery of the closure so that the center remains free.

Diese Aufgabe soll dadurch gelöst werden, daß zur endgültigen Verriegelung ein mit dem inneren Bauelement verbundener Druckring mit einer Keilffäche versehen ist, welche bei einer Axialbewegung dieses Elementes unter der Einwirkung des Innendruckes alle oder einen Teil der in einem gemeinsam mit dem inneren in das äußere Bauelement einfährbaren Zwischenring gelagerten Glieder radial in Aussparungen des äußeren Bauelementes verschiebt. Zur vorläufigen Verriegelung, solange kein innerer Überdruck herrscht, sind erfindungsgemäß entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Druckringes wirksame, mit Spiel durch Schlitze im Druckring hindurchgehende keilförmige Bauelemente vorgesehen, die mindestens einen Teil der im Zwischenring gelagerten Glieder radial in die Aussparungen im äußeren Bauelement verschieben.This object is to be achieved in that the final locking a pressure ring connected to the inner component is provided with a wedge surface is, which in an axial movement of this element under the action of the internal pressure all or part of the in one together with the inner in the outer component retractable intermediate ring mounted members radially in recesses of the outer Component moves. For temporary locking as long as there is no internal overpressure prevails are, according to the invention, opposite to the direction of movement of the pressure ring effective wedge-shaped components that pass through slots in the pressure ring with play provided that at least some of the members mounted in the intermediate ring radially Move into the recesses in the outer component.

Auf diese Weise ist es bei der erfindungsgemäßen Versclilußeinrichtung möglich, in ihrem Zentrum abgedichtete öffnungen vorzusehen, welche durch beispielsweise die Verstellmittel (z. B. die Ketten) von Kontrollstäben bei Kernreaktoren geführt werden können, die während des Reaktorbetriebes betätigbar sein müssen. Bei der Anwendung in der chemischen Industrie kann durch das Zentrum der Verschlußeinrichtung die Welle eines Rührwerkes laufen, dessen Antrieb außerhalb des unter Innendruck stehenden Gefäßes vorgesehen ist.This is how it is with the closure device according to the invention possible to provide sealed openings in their center, which by for example the adjusting means (e.g. the chains) are guided by control rods in nuclear reactors which must be actuatable during reactor operation. In the Application in the chemical industry can through the center of the locking device the shaft of an agitator run, its drive outside of the under internal pressure standing vessel is provided.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung am Beispiel des Verschlusses für ein Standrohr eines Kernreaktors näher beschrieben. Es stellt dar F i g. 1 einen Schnitt durch eine erfmdungsgemäße Verschlußeinrichtung, und zwar auf der linken Seite der Figur den Verschluß in gelöstem und auf der rechten Seite der Figur den Verschluß in verriegeltem Zustand, F i g. 2 einen Grundriß der F i g. 1, jedoch in kleinerem Maßstab, F i g. 3 einen Teilschnitt nach der Linie X-X in Fig. 1, F i g. 4 einen Teilschnitt durch eine Hubschraube zum Anheben eines Kugelkäfigs.The invention is described in more detail below with reference to the drawing using the example of the closure for a standpipe of a nuclear reactor. It represents F i g. 1 shows a section through a locking device according to the invention, namely the lock in the released state on the left side of the figure and the lock in the locked state on the right side of the figure, FIG . 2 shows a plan of FIG. 1, but on a smaller scale, FIG. 3 shows a partial section along the line XX in FIG. 1, FIG. 4 shows a partial section through a lifting screw for lifting a ball cage.

Bei der praktischen Anwendung der Erfindung in der gezeigten Weise zum Verriegeln des Verschlusses in einem Standrohr eines gasgekühlten Kernreaktors mit Graphit als Moderator, gehört zu der Verschlußeinrichtung ein äußeres Rohr 1, das mittels eines Flansches la an das obere Ende eines Standrohres angeschraubt wird. Der Verschluß selbst besteht aus einem oberen rohrförmigen Teil 2, von welchem ein hier nicht dargestellter Strahlungsschild aus Beton herabhängt. Dieser in das Standrohr einsetzbare Schild ist mit dem unteren Ende des Teiles 2 verschraubt oder in anderer Weise verbunden, wobei die Bolzenlöcher 2a in gestrichelten Linien angedeutet sind.In the practical application of the invention in the manner shown for locking the closure in a standpipe of a gas-cooled nuclear reactor with graphite as moderator, the closure device includes an outer tube 1 which is screwed to the upper end of a standpipe by means of a flange la. The closure itself consists of an upper tubular part 2 from which a radiation shield, not shown, made of concrete, hangs down. This shield, which can be inserted into the standpipe, is screwed or otherwise connected to the lower end of the part 2, the bolt holes 2a being indicated in dashed lines.

Der Teil 2 paßt mit Gleitsitz in das Rohr 1. Dichtungsringe 3, beispielsweise O-Ringe, verhindern das Entweichen von Gas zwischen den sich berührenden Gleitflächen von Rohr 1 und rohrförmigem Teil 2 des Verschlusses.The part 2 fits with a sliding fit in the tube 1. Sealing rings 3, for example O-rings, prevent the escape of gas between the contacting sliding surfaces of the tube 1 and the tubular part 2 of the closure.

An dem Teil 2 ist ein Druckring 4 angebracht, der eine abgeschrägte Fläche 4 a aufweist, die auf Kugeln 5 a und 5 b eine Keilwirkung ausüben kann, um die Kugeln in Aussparungen 6 a bzw. 6 b im Rohr 1 zu drücken.A pressure ring 4 is attached to part 2, which has a beveled surface 4 a, which can exert a wedge effect on balls 5 a and 5 b in order to press the balls into recesses 6 a and 6 b in tube 1.

Die Kugeln 5 a und 5 b werden durch einen Haltering 7 a in einem Kugelkäfig 7 gehaiten; sie liegen ebenso wie die zu ihnen gehörenden Aussparungen 6 a bzw. 6 b in einer Ebene. Die Kugeln 5-a werden dabei zunächst durch an einem Flansch 9 mittels der Stifte 10 angebrachte keilförmige Bauelemente 8 betätigt. Ein Querschnitt durch diese keilförmigen Bauelemente 8 ist in der F i g. 3 dargestellt. Die Bauelemente 8 haben eine abgeschrägte Fläche 8 a und gleiten in Schützen 11 im Ring 4. Die abgeschrägte Fläche 8 a übt bei der Abwärtsbewegung des Flansches 9 in Richtung der Achse 4-A eine Keilwirkung auf die Kugeln 5 a aus mit Bestreben, dieselben in die entsprechenden Aussparungen 6 a in dem Rohr 1 zu drücken.The balls 5 a and 5 b are held by a retaining ring 7 a in a ball cage 7; they are just like the recesses 6 a and 6 b belonging to them in one plane. The balls 5 - a are initially actuated by wedge-shaped components 8 attached to a flange 9 by means of the pins 10. A cross section through these wedge-shaped components 8 is shown in FIG. 3 shown. The components 8 have a beveled surface 8 a and slide in contactors 11 in the ring 4. The beveled surface 8 a exerts a wedge effect on the balls 5 a during the downward movement of the flange 9 in the direction of the axis 4-A with an effort to move the same in to press the corresponding recesses 6 a in the tube 1.

Der Flansch 9 ist mit einer Anzahl von Hubbolzen 12 versehen, welche mit einem gewissen Spiel durch Bohrungen 13 in einem oberen Flansch 2 b des Teiles 2 hindurchgehen.The flange 9 is provided with a number of lifting bolts 12 which pass through bores 13 in an upper flange 2 b of the part 2 with a certain amount of play.

Wenn der Verschluß, wie auf der linken Seite der F i g. 1 gezeigt, gelöst ist, dann stößt der Flansch 9 an den Flansch 2 b an. Dieser Zustand tritt ein, sobald auf die Bolzen 12 eine Hubkraft ausgeübt wird.When the shutter, as shown on the left-hand side of FIG. 1 , is released, then the flange 9 abuts the flange 2 b . This state occurs as soon as a lifting force is exerted on the bolts 12.

Die Hubkraft wird dann von den Bolzen 12 auf den Flansch 9, den Flansch 2 b und damit auf den Teil 2 des Verschlusses übertragen.The lifting force is then transferred from the bolt 12 on the flange 9, the flange 2 b and thus to the part 2 of the closure.

In den Flanschen 2a und 9 ist eine Anzahl von Aussparungen 14 a bzw. 14 b vorgesehen, von denen jede eine Feder 15 aufnimmt, welche das Bestreben hat, die beiden Flansche auseinanderzudrücken.In the flanges 2a and 9 a number of recesses 14 a and 14 b is provided, each of which receives a spring 15 which tends to push the two flanges apart.

Der Kugelkäfig 7 ist am Flansch 9 mittels der Hubschrauben 16 angebracht, so daß er angehoben wird, sobald der Verschluß gehoben wird. Wird jedoch der Verschluß gesenkt, kommt der Kugelkäfig an einem gewissenPunkt auf einerLeiste17 in demRohrl zur Ruhe, und der Flansch9 kann sich nun gegenüber dem Kugelkäfig abwärts bewegen, weil die Köpfe 16a der Hubschrauben16 in Bohrungen18 des Kugelkäfigs gleiten können, wie am besten aus der F i g. 4 zu ersehen ist. Die Stifte 19 verhindern eine Drehung des Kugelkäfigs gegenüber dem Teil 2 des Verschlusses.The ball cage 7 is attached to the flange 9 by means of the lifting screws 16 so that it is raised as soon as the closure is lifted. However, if the lock is lowered, the ball cage comes to rest at a certain point on a ledge 17 in the tube, and the flange 9 can now move downwards in relation to the ball cage, because the heads 16a of the lifting screws 16 can slide into bores 18 of the ball cage, as is best shown in FIG i g. 4 can be seen. The pins 19 prevent the ball cage from rotating relative to part 2 of the closure.

Soll bei einem Kernreaktor während des Betriebes der Verschluß eines Standrohres, beispielsweise um Brennstoffelemente oder Kontrollstäbe auszuwechseln, entfernt werden, so wird über das entsprechende Standrohr eine Lademaschine gefahren, die einerseits zur biologischen Abschirmung des Bedienungspersonales dient, um Strahlungsschäden, zu verhindern, und mittels der andererseits in dem Raum über dem Standrohr durch Preßluft oder ein anderes, vorzugsweise dem Kühlgas des Reaktors entsprechendes Gas ein überdruck erzeugt wird, der geringfügig größer ist als der Arbeitsdruck des Kühlkreislaufes im Reaktor. Auf diese Weise herrscht auf beiden Seiten des Verschlusses annähernd der gleiche Druck, und der Verschluß kann entfernt werden. Nach Beendigung der Arbeit im Standrohr wird der Verschluß wieder in das Standrohr abgesenkt, wobei der überdruck zunächst noch aufrechterhalten wird. Dabei entspricht die Lage der einzelnen Teile des Verschlusses der Darstellung in der linken Hälfte der F i g. 1, d. h., die Flansche 9 und 2 b liegen aneinander an und sämtliche Kugeln 5 a und 5 b befinden sich in der eingerückten Lage, so daß der rohrförmige Teil 2 innerhalb des Rohres 1 gleiten kann.If the closure of a standpipe is to be removed during operation of a nuclear reactor, for example to replace fuel elements or control rods, a loading machine is driven over the corresponding standpipe, which serves on the one hand for biological shielding of the operating personnel in order to prevent radiation damage, and by means of the on the other hand, an overpressure is generated in the space above the standpipe by compressed air or another gas preferably corresponding to the cooling gas of the reactor, which is slightly greater than the working pressure of the cooling circuit in the reactor. In this way there is approximately the same pressure on both sides of the closure and the closure can be removed. After finishing the work in the standpipe, the closure is lowered back into the standpipe, whereby the overpressure is initially still maintained. The position of the individual parts of the closure corresponds to the illustration in the left half of FIG. 1, d. That is, the flanges 9 and 2 b are in contact with one another and all the balls 5 a and 5 b are in the indented position so that the tubular part 2 can slide inside the tube 1.

In dem Augenblick, wo nun der Kugelkäfig die Leiste 17 berührt, erreicht der Teil 2 seine unterste Lage, und das Gewicht des Verschlusses wird durch die Schultern 7 b des Kugelkäfligs aufgenommen. Die Bolzen 12 werden bei der weiteren Abwärtsbewegung des Greifers, an dem der Verschluß aufgehängt ist, von der Hubkraft entlastet. Das Gewicht des Flansches 9 und die von den Federn 15 ausgeübte Kraft veranlassen den Flansch 9, sich von dem Flansch 2 b aus abwärts zu bewegen. Die Abwärtsbewegung der keilförmigen Bauelemente 8 hat zur Folge, daß die Kugeln 5 a (von denen bei der hier dargestellten Ausführungsform vier vorhanden sind, wie am besten aus dem Grundriß der F i g. 2 zu ersehen ist) in die entsprechenden Aussparungen 6 a in dem Rohr 1 gedrückt werden, um auf diese Weise den Teil 2 und damit den Verschluß in dem Rohr 1 vorläufig zu verriegeln. 0 Diese Stellung wird dem die Lademaschine bedienenden Arbeiter durch den Stellungszeiger 20 kenntlich gemacht, und in diesem Zeitpunkt kann nun der Raum über dem Verschluß druckentlastet werden, um die durch den Druck des Fluidums in dem Druckbehälter auf den Verschluß ausgeübte Kraft wieder voll zur Wirkung kommen zu lassen.At the moment when the ball cage touches the bar 17 , the part 2 reaches its lowest position, and the weight of the lock is absorbed by the shoulders 7 b of the ball cage. The bolts 12 are relieved of the lifting force during the further downward movement of the gripper on which the closure is suspended. The weight of the flange 9 and the force exerted by the springs 15 cause the flange 9, b of the flange 2 to move out downwardly. The downward movement of the wedge-shaped components 8 has the consequence that the balls 5 a (of which there are four in the embodiment shown here, as can best be seen from the plan of FIG. 2) into the corresponding recesses 6 a in the tube 1 are pressed in order to temporarily lock the part 2 and thus the closure in the tube 1 in this way. 0 This position is taken where the loading machine serving workers indicated by the position indicator 20, and at this time, the space can be relieved of pressure to the closure now come to the force exerted by the pressure of the fluid in the pressure vessel to the closing force again full effect allow.

Sobald der Raum über dem Verschluß druckentlastet ist, hat der Druckunterschied zwischen dem Druckgefäß und dem Raum oberhalb des Verschlusses zur Folge, daß die auf die Stirnfläche 2c des Teiles 2 einwirkende Kraft diesen gegen sein eigenes Gewicht und die gleitende Reibung der Richtung anhebt. Bei der Aufwärtsbewegung des Teiles 2 wird auch der Druckring 4 aufwärts bewegt, und infolge der Keilwirkung der schrägen Fläche 4 a werden nun die verbleibenden Kugeln 5 b (von denen in der dargestellten Ausführungsform acht vorhanden sind) in ihre entsprechenden Aussparungen 6 b gedrückt. Die Endlage des Teiles 2 und damit des Verschlusses ist in der rechten Hälfte der F i g. 1 dargestellt. In dieser Lage verteilt der Druckring 4 die Druckbelastung auf alle Kugeln, einschließlich der Kugeln 5 a, die anfänglich durch die Wirkung der Federn 15 bzw. die keilförmigen Bauelemente 8 in die Verriegelungsstellung gedrückt wurden.As soon as the space above the closure is depressurized, the pressure difference between the pressure vessel and the space above the closure has the consequence that the force acting on the end face 2c of the part 2 raises it against its own weight and the sliding friction of the direction. During the upward movement of the part 2, the pressure ring 4 is also moved upward, and as a result of the wedge effect of the inclined surface 4 a, the remaining balls 5 b (of which there are eight in the embodiment shown) are now pressed into their corresponding recesses 6 b. The end position of part 2 and thus of the closure is shown in the right half of FIG. 1 shown. In this position, the pressure ring 4 distributes the pressure load on all balls, including the balls 5 a, which were initially pressed into the locking position by the action of the springs 15 or the wedge-shaped components 8.

Wie man sieht, ist die Verriegelung unabhängig vom Unterschied der Drücke zu beiden Seiten des Verschlusses. Je höher dieser Druckunterschied ist, desto höher ist auch die Sperrkraft. Die Entfernung des Verschlusses wird, solange dieser Druckunterschied vorhanden ist, dadurch verhindert, daß auf den Druckring gegen den Druck des Fluidums keine Kraft ausgeübt werden kann, die groß genug wäre, um die vom Druckring in Sperrstellung gehaltenen Kugeln zu lösen. Um den Verschluß zu entfernen, ist es daher erforderlich, einen Druckausgleich beiderseits des Verschlusses zu erzeugen, so daß sich der Teil 2 in seine unterste Lage bewegen und dabei die Kugeln 5 b freigeben kann. Sobald dies geschehen ist, wird auf die Bolzen 12 eine Hubkraft ausgeübt, wobei auch die Kugeln 5a frei kommen. Dadurch wird der Verschluß endgültig entriegelt und kann nunmehr entfemt werden.As can be seen, the locking is independent of the difference in the pressures on both sides of the closure. The higher this pressure difference, the higher the locking force. As long as this pressure difference is present, the removal of the closure is prevented by the fact that no force can be exerted on the pressure ring against the pressure of the fluid which would be great enough to release the balls held in the locking position by the pressure ring. In order to remove the closure, it is therefore necessary to produce a pressure equalization on both sides of the closure, so that the part 2 can move into its lowest position and thereby release the balls 5b. As soon as this has happened, a lifting force is exerted on the bolts 12, the balls 5a also coming free. As a result, the lock is finally unlocked and can now be removed.

Am Ende der Aufwärtsbewegung des Teiles 2 während des Verriegelungsvorganges werden die Kugeln zwischen einer Kegelfläche 4 a des Druckringes 4 und einer Kegelfläche 1 b an dem Rohr 1 eingeklemmt. Die volle Sperrkraft infolge des vorer-' wähnten Druckunterschiedes wird also diametral durch die Kugeln hindurch übertragen. Auf diese Weise steht der Kugelkäfig nur -unter geringen Beanspruchungen, was die Gefahr vermindert, daß der Kugelkäfig an den Teil 2 des Verschlusses angeklemmt wird, wodurch die Aufwärtsbewegung des Teiles 2 gegenüber dem Kugelkäfig infolge eines Druckunterschiedes zu beiden Seiten des Verschlusses verhindert werden könnte. Die be'l den Kugeln 5 a durch die keilförmigen Bauelemente 8 mechanisch herbeigeführte vorläufige Verriegelung wirkt jedoch wie eine Sicherheitsverriegelung in dem unwahrscheinlichen Fall, daß der Kugelkäfig an dem Teil 2 angeklemmt wird, und -verhindert das Anheben des Kugelkäfigs durch den überdruck ira Innern des Reaktors.At the end of the upward movement of part 2 during the locking process, the balls are clamped between a conical surface 4 a of the pressure ring 4 and a conical surface 1 b on the tube 1. The full locking force due to the aforementioned pressure difference is thus transmitted diametrically through the balls. In this way, the ball cage is only under low stresses, which reduces the risk of the ball cage being clamped to part 2 of the closure, whereby the upward movement of part 2 relative to the ball cage could be prevented due to a pressure difference on both sides of the closure. The provisional locking mechanically brought about by the wedge-shaped structural elements 8 for the balls 5 a, however, acts like a safety lock in the unlikely event that the ball cage is clamped to part 2, and prevents the ball cage from being lifted by the overpressure inside the Reactor.

Wenn auch in der vorliegenden Darstellung die vorläufige Verriegelung nur auf vier von insgesamt zwölf Kugeln einwirkt, so kann man doch, falls es gewünscht werden sollte, eine größere Anzahl wählen oder sogar alle Kugeln in der beschriebenen Weise zunächst vorläufig verriegeln.Even if in the present illustration the provisional locking only acts on four of a total of twelve balls, you can, if you wish should be, choose a larger number or even all balls in the described Way to temporarily lock first.

Das Prinzip der beschriebenen Verschlußeinrichtung kann mit verschiedenen Typen der Abdichtung kombiniert werden und ist nicht auf die hier dagestellte Ausführungsform beschränkt. Die Abdichtung kann beispielsweise zwischen Metall und Metall oder zwischen Gummi und Metall erfolgen; auch kann es sich dabei um eine Abdichtung flacher Oberflächen handeln.The principle of the closure device described can be used with different Types of sealing can be combined and is not limited to the embodiment presented here limited. The seal can, for example, between metal and metal or between Rubber and metal are made; it can also be used to seal flat surfaces Act.

Wenn auch die Erfindung vorstehend unter Bezugnahme auf das Verschließen der Standrohre eines Kernreaktors beschrieben wurde, so kann sie selbstverständlich für alle unter Innendruck stehenden Gefäße verwendet werden. Es ist dabei lediglich erforderlich, daß vor dem Lösen des Verschlusses ein Ausgleich des Druckverhältnisses beiderseits desVerschlusses erfolgt. Dies kann, wie beschrieben, dadurch geschehen, daß über dem Verschluß der gleiche oder ein geringfügig größerer Druck erzeugt wird, als im Innem des Gefäßes herrscht, oder aber dadurch, daß der Innendruck des Behälters auf Atmosphärendruck entspannt wird. Während des Entfernens und Einsetzens des Verschlusses darf also kein innerer überdruck herrschen.Even if the invention has been described above with reference to the closure the standpipes of a nuclear reactor has been described, so it goes without saying can be used for all vessels under internal pressure. It is just there It is necessary to balance the pressure ratio before releasing the lock takes place on both sides of the closure. As described, this can be done by that the same or a slightly higher pressure is generated over the closure, than prevails inside the vessel, or by the fact that the internal pressure of the container is relaxed to atmospheric pressure. During the removal and insertion of the closure so there must be no internal overpressure.

Es muß auch beachtet werden, daß es nicht unbedingt erforderlich ist, daß der Druckring 4 auf alle verschiebbaren Glieder einwirkt, doch bietet diese Maßnahme einen doppelten Schutz gegen unbeabsichtigte Entriegelung. Es ist auch für den Fachmann offensichtlich, daß es möglich ist, den Zwischenring 7 so auszubilden, daß er mit rein radialen Bohrungen versehen ist, in welchen radial verschiebbare Stifte mit rundem oder eckigem Querschnitt geführt sind, die mittels der keilförmigen Bauelemente in die Aussparungen im Teil 1 verschoben werden können. Statt des beschriebenen rohrförmiaen Teiles 2 kann offensichtlich auch ein massiver Stopfen vorgesehen werden, der gegebenenfalls von einer Zentralbohrung geringen Durchmessers durchdrungen sein kann, was aber nicht erfindungswesentlich ist.It must also be noted that it is not absolutely necessary for the pressure ring 4 to act on all displaceable members, but this measure offers double protection against unintentional unlocking. It is also obvious to a person skilled in the art that it is possible to design the intermediate ring 7 so that it is provided with purely radial bores in which radially displaceable pins with round or angular cross-sections are guided, which by means of the wedge-shaped components in the recesses in Part 1 can be postponed. Instead of the tubular part 2 described, a solid plug can obviously also be provided, which can optionally be penetrated by a central bore of small diameter, but this is not essential to the invention.

Die Verwendung des gleichen Kugelkäfigs und -des gleichen Druckringes sowohl für die durch den Überdruck hervorgerufene Hauptverriegelung, als auch für die vorläufige Verriegelung ergibt eine Raumersparnis sowie eine Verminderung der Anzahl der erforderlichen Dichtungen gegenüber bekannten ähnlichen Vorrichtungen, bei welchen getrennte Kugelsysteme verwendet werden. Dies ist für die Anwendung bei Kernreaktoren besonders wichtig, da hierdurch der Verschluß kurz gehalten und der nicht durch Sperrglieder verbaute zentrale Teil des Verschlusses größer gemacht werden kann, wodurch der Durchgang von Spaltstoffelementen, von Steuerstäben oder von Ketten bzw. Seilen für deren Betätigung oder auch von sonstigen Ausrästungsteilen, welche in das Innere des Reäktors eingesetzt oder aus ihm entfernt werden müssen, ermöglicht wird.The use of the same ball cage and pressure ring both for the main lock caused by the overpressure and for the temporary locking results in a space saving and a reduction in Number of seals required compared to known similar devices, in which separate ball systems are used. This is for the application particularly important in nuclear reactors, as this keeps the closure short and the central part of the lock, which is not built up by locking elements, is made larger can be, whereby the passage of fissile material elements, of control rods or of chains or ropes for their operation or of other equipment parts, which must be inserted into the interior of the reactor or removed from it, is made possible.

Claims

Patent claims: 1. Closure device for vessels under internal pressure, especially for the standpipe under internal pressure - of nuclear reactors with an inner and outer component, of which the inner at least partially fitted with a sliding fit in the outer and on its outer circumference with sealing means to prevent the Passage of the internal pressure generating medium is provided, the locking by means of wedge surfaces on one of the elements in recesses of the other element slidable members and the - leading to the locking axial movement of the inner element is triggered by the internal pressure, characterized in that for final locking a pressure ring (4) connected to the inner component (2) with a wedge surface is provided which, when this element (2) moves axially under the action of the internal pressure, all or part of the joint with the inner in the outer component (1 ) egg Movable intermediate ring moves members radially in recesses of the outer component, while for temporary locking, as long as there is no internal overpressure, opposite to the direction of movement of the pressure ring effective, with play through slots (11) in the pressure ring (4), at least part of the in the intermediate ring mounted members are provided radially into the recesses (6 a, 6 b) in the outer component (1) displacing wedge-shaped components (8) .

2. Closure device according to claim 1, characterized in that springs (15) are provided for moving the wedge-shaped components (8). 3. Closure device according to claims 1 and 2, characterized in that the displaceable members have the form of balls (5a, 5b) which in a known manner in a ball cage (7) in one of the two components (1, 2 ) are housed and can be moved into recesses in the other component. 4. Closure device according to claim 3, characterized in that the balls (5 a, 5 b) are clamped in a manner known per se between two surfaces (1 b, 4 a) ' which are mutually arranged so that the acting on the balls Forces are diametrically opposed. 5. Closure device for the standpipes of nuclear reactors according to claim 1, characterized by an attached to the end of each standpipe or the end of the standpipe forming the outer tubular component (1), one at its end facing away from the reactor core with a flange (2 b) verschenes and in the outer tubular element slidably fitted with sealing saddles, an inner tubular element (2), a ball cage (7) containing slidable members sliding balls (5a, 5b) on the inner tubular element, a pressure ring (4) provided with a wedge surface and arranged on the inner element, wedge-shaped components (8) sliding under the action of springs (15) in slots (11) of the pressure ring and lifting bolts connected to the wedge-shaped components through bores (13) in the flange ( 2b) of the inner tubular element (2) (12). 6. Locking device according to claim 5, characterized in that a remote control device in the form of a position indicator (20) indicating the preliminary locking by the wedge-shaped components (8) is provided at a point remote from the locking device. Documents considered: French Patent Amendment No. 61366; USA. Patent Nos. 1585 372, 2429202, 2718239th