DE1232281B

DE1232281B - Hydraulischer Stossdaempfer fuer Regelstaebe von Kernreaktoren

Info

Publication number: DE1232281B
Application number: DES90832A
Authority: DE
Inventors: Franz Schreiber
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1964-04-29
Filing date: 1964-04-29
Publication date: 1967-01-12

Description

Hydraulischer Stoßdämpfer für Regelstäbe von Kernreaktoren Die Erfinduno, betrifft einen hydraulischen, auf Z, dem Verdrän ungsprinzip beruhenden Stoßdämpfer 9 c für Regelstäbe von Kemreaktoren, der oberhalb des Reaktors innerhalb eines mit dem Druckkessel abdichtend verbundenen, fingerhutartigen Druckrohres angeordnet ist und aus einem Zylinder von etwa der Länge des Regelstabweges im Reaktorkern besteht, welcher mit seitlichen Durchbrechungen versehen ist und von der Seitenwand des Druckrohres beabstandet ist.
Derartige Einrichtungen sind notwendig, da bei je- der Abschaltung, eines Reaktors die Regelstäbe maximal aus ganz ausgefahrener Stellung oberhalb des Reaktors infolge ihrer Schwerkraft in das Reaktorcore hineinfallen. In den meisten Fällen sind derartige Stoßdämpfer am Ende der Bewegungsbahn der Regelstäbe im Innern des Reaktorkerns vorgesehen worden und waren oftmals nach dem Funktionsprinzip handelsüblicher Stoßdämpfer aufgebaut. Diese Einrichtun-en hatten alle den Nachteil, daß beim Abbremsvoraanc, die Regelstäbe auf Knickung beansprucht wurden und daß die Stoßdämpfereinrichtuna selbst im Inneren des aktiven Reaktorkerns anaebracht werden mußte, was einen ungünstigen Zu-C wachs an neutronenabsorbierenden Strukturmaterialien mit sich brachte.
Es sind zwar auch Stoßdämpfereinrichtungen bekanntgeworden, die außerhalb des eigentlichen Reaktorkessels in sogenannten Fingerhutrohren untergebracht sind. Diese sind aber ein integraler Bestandteil des Regelstabantriebes und somit für sich allein schlecht zugänglich und einstellbar.
Diese Nachteile werden durch die neue Erfindung weitgehend vermieden. Erfindungsgemäß gleitet der Zylinder, an dessen unterem Ende der Regelstab befestigt ist, durch die untere Begrenzungswand des fingerhutartigen Druckrohres abgedichtet hindurch und ist nach oben abgeschlossen.
Dieser hydraulische Stoßdämpfer kann bei gleicher Funktion auch so abgeändert sein, daß der Zylinder fest im fingerhutartigen Druckrohr angeordnet ist und in ihm ein mit dem Regelstab g fest verbundener Kolben gleitet. Es ist dabei zweckmäßig, daß die Bremswirkung ' gegen das Ende der Regelstabbewegung hin zunimmt, was durch eine Verkleinerung der Durchmesser der die Bremswirkung mit bestimmenden seitlichen Durchbrechungen erreicht wird.
Diese Einrichtung hat den Vorteil, daß die Regelstäbe nicht mehr auf Knickung beansprucht werden können, da sie am Stoßdämpfer selbst hängen und also im Inneren des Reaktors nirgends aufstoßen können, daß keine Federn oder sonstigen zusätzlichen Bauelemente Verwendung finden, daß im Inneren des Reaktorkernes kein zusätzliches Strukturmaterial erforderlich ist und daß der Stoßdämpfer außerordentlich funktionssicher und auch für eventuelle Reparaturarbeiten sehr leicht zugänglich ist. Diese leichte Zugänglichkeit ermöglicht auch die Nachjustierung der Stoßdämpfereinstellung nach dem Zusammenbau des gesamten Reaktors ohne besondere Schwierigkeiten. Dies ist möglich durch Veränderung des Ringspaltes zwischen dem Kolben und dem Zylinder, wobei darauf hingewiesen wird, daß zwischen diesen beiden einzigen wesentlichen Bauteilen stets ein Ringspalt verbleibt, also keine Abdichtung im eigentlichen Sinne des Wortes stattfindet. Dies ist für die Betriebssicherheit der Einrichtung ein ganz wesentliches Merk-mal.
In den F i g. 1 und 2 sind zwei verschiedene Ausführungsfonnen des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers dargestellt. An Hand dieser Beispiele sei die Funktion des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Da die zeichnerische Darstellung nur diesem Zweck allein dient, wurde auf eine maßstabsgetreue Darstellung bewußt verzichtet.
Nach F i g. 1 ist das Druckrohr 3, das eine fingerhutartige Gestalt hat, über einen Flansch 31 auf den Kontrollstabantrieb 2 aufgeschraubt, der wiederum auf den Reaktordruckbehälter 1 aufgesetzt ist. Der Regelstab 4 bewegt sich innerhalb dieses Systems; im ausgefahrenen Zustand wird er praktisch vollständig von dem fingerhutartigen Druckrohr 3 aufgenommen. An seinem oberen Ende ist er mit dem Stoßdämpferkolben 6 verbunden, der innerhalb des Zylinders 5 unter Beibehaltung eines Ringspaltes geführt ist. Der Zylinder 5 oder das Stoßdämpferrohr ist über seine Länge mit seitlichen Bohrungen 51 versehen. Diese Bohrungen haben die Aufgabe, die durch den Kolben verdrängte Flüssigkeit nach den Seiten entweichen zu lassen, so daß die Bewegung des Regelstabes mit dem Stoßdämpferkolben innerhalb des normalen Regelbereiches ohne wesentliche Däm funa vor sich gehen p Z, kann. Gegen das untere Ende des Stoßdämpferrohres 5 zu werden die seitlichen Bohrungen immer kleiner und hören schließlich ganz auf. In diesem Bereich, der durch d bezeichnet ist, wirkt die Anordnung Zylinder 5 und Kolben 6 als eigentlicher Stoßdämpfer, da hier der Verdrängung der im Regelstabrohr befindlichen Flüssigkeit ein immer stärkerer Widerstand entgegengesetzt wird, bis schließlich nur noch der Ringspalt eine Möglichkeit für das Entweichen der unterhalb des Kolbens 6 zusammengepreßten Flüssigkeit gibt. Durch die Abstufung der Größe dieser seitlichen Bohrungen 51 sowie durch die Wahl der Größe des Ringspaltes zwischen dem Kolben 6 und dem Zylinder 5 ist es möglich, jede gewünschte Dämpfungswirkung zu erzielen.
Eine andere Variante zeigt die F i g. 2. In dieser ist die Rolle von Zylinder und Kolben vertauscht. Der Kolben ist hier sozusagen feststehend und bildet den Bereich d des Druckrohres 3. Der Zylinder 5 ist mit dem Regelstab 4 starr verbunden und hat ebenfalls Bohrungen 51 zum Durchtritt der im Inneren befindlichen Flüssigkeit. Im oberen Bereich d dieses Zylinders 5 sind die seitlichen Bohrungen abgestuft und hören gegen das Ende dieses geschlossenen Zylinders aanz auf.
Bei dieser Ausführungsfonn der Erfindung setzt die Stoßdämpferwirkung ein, sobald der Bereich d des geschlossenen Zylinders 5 in den Kolbenbereich D des fin erhutartigen Rohres 3 eindringt. Zum Unter-9 schied gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 wird hier auf eine besondere Führung innerhalb des Drückrohres verzichtet.
Abschließend sei darauf hingewiesen, daß sich der Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung selbstverständlich nicht nur auf flüssigkeitsgekühlte Kemreaktoren beschränkt, vielmehr ist dieses Stoßdämpferprinzip auch bei gasgekühlten Reaktoren möglich, wobei natürlich bei der konstruktiven Auslegung desselben die anderen Dichteverhältnisse sowie die Kompressibilität des betreffenden Gases berücksichtigt werden müssen.

Claims

Patentansprüche: 1. Hydraulischer, auf dem Verdrängungsprinzip beruhender Stoßdämpfer für Regelstäbe von Kernreaktoren, der oberhalb des Reaktors innerhalb eines mit dem Druckkessel abdichtend verbundenen, fingerhutartigen Druckrohres angeordnet ist und aus einem Zylinder von etwa der Länge des Regelstabweges im Reaktorkern besteht, welcher mit seitlichen Durchbrechungen versehen ist und von der Seitenwand des Druckrohres beabstandet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder(5), an dessen unterem Ende der Regelstab (4) befestigt ist, durch die untere Begrenzungswand des fingerhutartigen Druckrohres (3) abgedichtet hindurchgleitet und nach oben abgeschlossen ist.
2. Abänderung des hydraulischen Stoßdämpfers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (5) fest im fingerhutartigen Druckrohr (3) angeordnet ist und in ihm ein mit dem Regelstab (4) fest verbundener Kolben (6) gleitet. 3. Stoßdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der seitlichen Durchbrechungen (51) von unten nach oben bzw. in umgekehrter Richtung abnehmen. 4. Stoßdämpfer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kolben (6) und Zylinder (5) ein Ringspalt vorgesehen ist. In Betracht gezog gene Druckschriften-Deutsche Auslegeschrift Nr. 1162 006; französische Patentschriften Nr. 1171822, 1300805.