DE1244978B - Arrangement for the transmission of an electrical potential difference along a nuclear reactor channel - Google Patents
Arrangement for the transmission of an electrical potential difference along a nuclear reactor channelInfo
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Description
„ „ , , . , ,. λ , Anordnung zur Übertragung einer elektrischen"",. ,,. λ, arrangement for the transmission of an electrical
zur Übertragung einer elektrischen Potentialdifferenz Potentialdifferenz längs eines Kernreaktorkanalsfor the transmission of an electrical potential difference Potential difference along a nuclear reactor channel
längs eines Kernreaktorkanals, in dem sich Brenn- along a nuclear reactor channel in which fuel
elemente befinden.elements are located.
tens die in unmittelbarer Nähe oder innerhalb eines Commissariat ä l'Energie Atomique, Parisat least those in the immediate vicinity or within a Commissariat à l'Energie Atomique, Paris
messen zu können, beispielsweise zur Aufstellung der Vertreter:to be able to measure, for example to list the representatives:
sprechende Thermosonden o. dgl. notwendig, son- xo Dr. W. P. Radt, Dipl.-Ing. FmkenerTalking thermal probes or the like necessary, but Dr. W. P. Radt, Dipl.-Ing. Fmkener
dem auch elektrische Leitungen, die die in der Ther- UQd Dipl.-Ing. W. Ernesti, Patentanwälte,that also includes electrical lines that are used in the Ther- UQd Dipl.-Ing. W. Ernesti, patent attorneys,
mosonde entstehende Potentialdifferenz übertragen. Bochum, Heinrich-König-Str. 12mosonde transfer the resulting potential difference. Bochum, Heinrich-König-Str. 12th
die Leitungsdrähte zur Verbindung der Sonde mit 15 Als Erfinder benannt:the lead wires to connect the probe to 15 Named inventor:
dem außerhalb des Reaktors befindlichen Meßgerät Jean Liermann, Paristhe measuring device located outside the reactor Jean Liermann, Paris
in dem Zwischenraum zwischen dem Brennelement in the space between the fuel assembly
und der Innenwandung des das Element enthaltendenand the inner wall of the containing the element
können aber durch die Handhabung des Brennele- 20 Frankreich vom 23. Juni 1962 (901735)20 France of June 23, 1962 (901735)
mentes und auch durch den Umlauf des unter Druck mentes and also by circulating the under pressure
stehenden Kühlmittels leicht beschädigt werden. 2standing coolant can easily be damaged. 2
Bei einer anderen Ausführung ist man dazu übergegangen, die Potentialdifferenz unmittelbar durch mit dicht voreinanderstoßenden Halterungen ist diese die übereinandergestapelten Brennelemente selbst zu 35 Kontakteinrichtung nicht verwendbar, übertragen. Diese Lösung ist jedoch nicht anwend- Die vorliegende Erfindung verfolgt das Ziel, eine bar, wenn die Brennelemente einzeln oder gruppen- Anordnung zur Übertragung einer elektrischen Poweise von äußeren Halterungen getragen werden, die tentialdifferenz längs eines Kernreaktorkanals zu ihrerseits mit ihren Enden aneinanderstoßen, so daß schaffen, die einfach in ihrer Ausführung ist, eine die Brennelemente (oder Brennelementegruppen) 30 große Betriebssicherheit gewährleistet und derart nicht mehr mit den benachbarten Elementen des glei- ausgebildet ist, daß nicht nur eine dicht voreinanchen Kanals in Berührung stehen. derstoßende Anordnung der Halterungen erhaltenIn another embodiment, it has been switched over to this, the potential difference is this directly due to the brackets that are closely abutting one another the stacked fuel assemblies themselves cannot be used for the contact device, transfer. However, this solution is not applicable. The present invention aims to provide a bar, if the fuel assemblies are carried individually or in groups for the transmission of an electrical power from external brackets, the potential difference along a nuclear reactor duct their ends butt against each other, so that create, which is simple in its execution, a the fuel assemblies (or fuel assembly groups) 30 ensures great operational reliability and such is no longer formed with the adjacent elements of the same that not only one channel close in front of one another is in contact. get the abutting arrangement of the brackets
in Halterungen untergebracht sind, ist zur Ubertra- dem Brennelement und der Innenwandung der Hal-are accommodated in brackets, is to transfer the fuel assembly and the inner wall of the hal-
gung einer elektrischen Potentialdifferenz eine An- 35 terung für den Kühlmitteldurchfluß so wenig wieIf there is an electrical potential difference, there is as little change in the coolant flow as
Halterungen Leitungsdrähte und an den Enden der Die. Erfindung geht aus von einer Anordnung zur Halterungen Kontakteinrichtungen vorgesehen sind, Übertragung einer elektrischen Potentialdifferenz die jeweils die Leitungsdrähte von zwei benachbarten längs eines Kernreaktorkanals, in dem sich BrennHalterungen miteinander verbinden. Diese Kontakt- 40 elemente befinden, die ihrerseits getrennt oder grupeinrichtungen bestehen im wesentlichen aus paar- penweise in rohrförmigen, mit ihren Enden aneinanweise angeordneten Schleifringen und Kontaktfedern, derstoßenden Halterungen untergebracht sind, welche die beim Aneinanderlegen der Enden der Halterun- an der Kanalwand anliegen und an deren Enden gen miteinander in Berührung kommen und die elek- Schleifring- oder Kontaktfederpaare angebracht sind, irische Verbindung herstellen. Bei einer vorbekann- 45 die sich beim Aneinanderlegen der Halterungen geten Anordnung zur Temperaturüberwachung der geneinanderlegen, bei der elektrischen Leiter vorgeBrennelemente eines Kernreaktors sind die Kontakt- sehen sind, die die an den beiden Enden einer jeden federn und die Schleifringe an den Stirnseiten der Halterung befindlichen Kontaktfedern oder Schleif-HaIterungen angebracht, was nur dann möglich ist, ringe paarweise miteinander verbinden und andere wenn die einzelnen Halterungen nicht dicht hinter- 50 elektrische Leiter die Kontakte derjenigen Halteeinander, sondern unter Freilassung eines bestimm- rung, in deren Brennelement die zu übertragende ten Abstands hintereinander liegen. Für Bauarten elektrische Größe hervorgerufen wird, mit dem Bau-Brackets lead wires and at the ends of the die. Invention is based on an arrangement for Brackets contact devices are provided, transmission of an electrical potential difference each of the lead wires from two adjacent ones along a nuclear reactor duct in which fuel brackets connect to one another. These contact elements are located, which for their part consist of separate or group devices essentially of pairs in tubular slip rings and contact springs arranged with their ends on one another, which are accommodated in abutting brackets which, when the ends of the holders are placed against one another, rest on the duct wall and on their ends come into contact with each other and the pairs of electrical slip rings or contact springs are attached, Irish connection. In a previously known arrangement for monitoring the temperature of the brackets when the brackets are placed against one another, in which electrical conductors are provided, fuel elements of a nuclear reactor are the contacts that are seen at the two ends of each springs and the slip rings are attached to the contact springs or slip mounts located on the front sides of the holder, which is only possible to connect rings to one another in pairs and others if the individual brackets are not close behind the contacts of those brackets, but with a determination in their fuel assembly, the one to be transferred th distance behind each other. For types of construction electrical quantity is produced, with the construction
teil zur Erzeugung dieser elektrischen Größe verbinden. Die erfindungsgemäße Ausbildung besteht darin, daß beide Kontaktarten (Schleifringe und Kontaktfedern) entweder längs der Innenwandung der Halterungen oder in Ausnehmungen an der Stirnseite der Wandung der Halterungen angeordnet sind.connect part to generate this electrical quantity. The training according to the invention exists in that both types of contact (slip rings and contact springs) either along the inner wall of the Brackets or are arranged in recesses on the end face of the wall of the brackets.
Die an sich bekannte Verwendung von Kontaktfedern und Schleifringen hat den Vorteil, daß sich beim Einsetzen der einzelnen Halterungen die elektrischen Verbindungen von Halterung zu Halterung selbständig ergeben, sobald die Halterungen ihre Gebrauchsstellung einnehmen. Bei Halterungen mit verhältnismäßig geringer Wandstärke wird man die Kontaktfedern und «die Schleifringe an der Innenwandung der Halterungen anordnen. Da sowohl die Kontakte selbst als auch die Leitungen nur wenig vorstehen, bleibt der Zwischenraum zwischen Brennelement und Innenwandung der Halterung für den Durchfluß des Kühlmittels weitgehend frei.The per se known use of contact springs and slip rings has the advantage that When inserting the individual brackets, the electrical connections from bracket to bracket surrender automatically as soon as the brackets assume their position of use. With brackets with a relatively small wall thickness you will find the contact springs and the slip rings on the inner wall of the brackets. Since both the contacts themselves and the cables only a little protrude, the space between the fuel assembly and the inner wall of the bracket remains for the Flow of the coolant largely free.
Wenn dagegen die Wandung der Halterungen genügend stark ist, ist die zweite Lösung, bei der die Kontakte in Ausnehmungen an der Stirnseite der Wandung angeordnet werden, besonders vorteilhaft. In diesem Falle liegen die Kontakte außerhalb der Strömung des Kühlmittels. Hierdurch wird die Gefahr des Vibrierens der Kontaktfedern von vornherein ausgeschaltet.If, on the other hand, the wall of the brackets is sufficiently strong, the second solution is in which the Contacts are arranged in recesses on the face of the wall, particularly advantageous. In this case the contacts are outside the flow of the coolant. This creates the danger the vibration of the contact springs is switched off from the start.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend an zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt Further details of the invention are explained below on the basis of exemplary embodiments shown in the drawings. It shows
F i g. 1 eine schematische Schnittansicht einer Anordnung zur Übertragung einer elektrischen Potentialdiflerenz längs eines Kernreaktorkanals,F i g. 1 is a schematic sectional view of an arrangement for transmitting an electrical potential diflerence along a nuclear reactor channel,
Fi g. 2 als Ausschnitt aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab die Unterbringung der Kontaktfedern und der Schleifringe an den Enden der Halterungen,Fi g. 2 as a detail from FIG. 1 on an enlarged scale, the accommodation of the contact springs and the slip rings at the ends of the brackets,
Fig. 3 die in Fig. 2 wiedergegebene Einzelheit in einem zu der vorhergehenden Darstellung um 90° gedrehten Längsschnitt, wobei die „ Brennelemente aus den Haltern entfernt sind, und3 shows the detail reproduced in FIG. 2 in a 90 ° to the previous illustration rotated longitudinal section, with the “fuel elements removed from the holders, and
Fig. 4 eine axial geschnittene Teilansicht der Kontakteinrichtung einer abgewandelten Ausführungsform. 4 shows an axially sectioned partial view of the contact device of a modified embodiment.
In dem Moderator 1 des Reaktors ist eine gewisse Zahl von vorzugsweise lotrechten Kanälen 2 ausgebildet, in welche mit ihren Enden aneinandergelegte rohrförmige Halterungen 3 eingesetzt sind. Jede Halterung trägt ein Brennelement 4 aus spaltbarem Werkstoff oder eine Gruppe von derartigen z. B. parallel angeordneten Brennelementen, welche so ein Bündel von parallelen Stiften oder Nadeln bilden, und zwar unabhängig von den Brennelementen oder Brennelementgruppen des Kanals, so daß kein Kontakt zwischen zwei aufeinanderfolgenden Brennelementen oder Gruppen des gleichen Kanals besteht.In the moderator 1 of the reactor, a certain number of preferably vertical channels 2 are formed, into which tubular holders 3 , which are joined at their ends, are inserted. Each bracket carries a fuel assembly 4 made of fissile material or a group of such. B. parallel fuel assemblies, which so form a bundle of parallel pins or needles, regardless of the fuel assemblies or groups of fuel assemblies of the channel, so that there is no contact between two successive fuel assemblies or groups of the same channel.
Zur Übertragung einer elektrischen Information, z. B. einer eine Temperatur darstellenden Potentialdifferenz, von einem Punkts (Fig. 1 und 2) einer dieser Brennelemente insbesondere von der Heißstelle eines Thermoelementes bis zu einem äußeren Meßgerät werden die hierfür besonders ausgebildeten Halterungen 3 selbst benutzt.To transmit electrical information, e.g. B. a potential difference representing a temperature, from a point (Fig. 1 and 2) of one of these fuel assemblies, in particular from the hot spot of a thermocouple to an external measuring device, the specially designed brackets 3 are used themselves.
Hierfür sind Kontakte 7 und 8 an den beiden axialen Enden einer jeden »Zwischenhalterung« 3, (d.h. einer jeden zwischen dem Heißpunkt5 und dem Außenraum liegenden Halterung angebracht, wobei die Kontakte 7 an einem axialen Ende einer Halterung federnd gegen die Kontakte 8 des ande-For this purpose, contacts 7 and 8 are attached to the two axial ends of each "intermediate bracket" 3, (ie each bracket located between the hot spot 5 and the outside space, the contacts 7 at one axial end of a bracket being resilient against the contacts 8 of the other -
ren axialen Endes der Nachbarhalterung durch einfaches axiales Aneinanderlegen dieser beiden Halterungen gedrückt werden.Ren axial end of the neighboring bracket by simply placing these two brackets axially together be pressed.
Die an den beiden axialen Enden derselben »Zwischenhalterung« 3 angeordneten Kontakte sind elektrisch paarweise durch Drähte 9 verbunden, weiche an der Halterung entlanglaufen.The contacts arranged at the two axial ends of the same "intermediate holder" 3 are electrically connected in pairs by wires 9 which run along the holder.
Die »Entnahmehalterung«3, d.h. die Halterung, welche die Zone umgibt, in welcher die zu übertragende Potentialdifferenz erzeugt wird, ist mit den Kontakten und biegsamen Drähten 11 versehen, welche zur Herstellung der elektrischen Verbindungen zwischen den benachbarten Kontakten der nächsten »Zwischenhalterung« und dem die Potentialdifferenz erzeugenden Teil 12 oder einem mit diesem verbundenen Verbindungsteil 21 erforderlich sind.The "removal bracket" 3, ie the bracket that surrounds the zone in which the potential difference to be transmitted is generated, is provided with the contacts and flexible wires 11 , which are used to establish the electrical connections between the adjacent contacts of the next "intermediate bracket" and the part 12 generating the potential difference or a connecting part 21 connected to it are required.
Bei der in F i g. 2 und 3 dargestellten Ausführung ist angenommen, daß die Reaktorkanäle senkrecht liegen, daß die Halterungen nicht nach Belieben um ihre Achse verdreht werden können, und daß nach oben zu dem außerhalb des Kanals 2 liegenden Meßgerät 6 nur eine einzige Potentialdifferenz übertragen wird, nämlich die durch ein einziges Thermoelement 12 erzeugte.In the case of the in FIG. 2 and 3 it is assumed that the reactor channels are perpendicular, that the brackets cannot be rotated around their axis at will, and that only a single potential difference is transmitted up to the measuring device 6 located outside of the channel 2, namely through a single thermocouple 12 produced.
Die oberen Kontakte 8 aller Zwischenhalterungen und der Entnahmehalterung werden durch zwei Schleifringe gebildet, welche starr an einem Isolierkranz 13 befestigt sind, welcher seinerseits in einem Metallring 22 angeordnet ist, welcher in die Bohrung der entsprechenden Halterung eingesetzt ist.The upper contacts 8 of all intermediate brackets and the removal bracket are formed by two slip rings which are rigidly attached to an insulating ring 13 , which in turn is arranged in a metal ring 22 which is inserted into the bore of the corresponding bracket.
Die unteren Kontakte 7 der Zwischenhalterungen sind Taster, welche durch leitende Plättchen gebildet werden, welche je an dem Ende eines in der Längsrichtung angeordneten Federblattes 14 angebracht sind, welches bei 15 über ein isolierendes Kissen 16 an eine an der betreffenden Halterung befestigte Platte 23 angenietet ist. The lower contacts 7 of the intermediate brackets are buttons, which are formed by conductive plates, which are each attached to the end of a spring leaf 14 arranged in the longitudinal direction, which is riveted at 15 via an insulating cushion 16 to a plate 23 attached to the bracket in question .
Damit die Plättchen? durch einfache axiale Annäherung der beiden betreffenden Halterungen auf den Schleifringen 8 in ihre richtige Lage kommen, sind an den Anlageflächen dieser Teile oder ihrer Halter Abschrägungen vorgesehen, welche zuerst miteinander in Berührung kommen.So that the platelets? come into their correct position on the slip rings 8 by simple axial approach of the two brackets in question, bevels are provided on the contact surfaces of these parts or their holders, which first come into contact with one another.
Jedes Plättchen 7 ist elektrisch mit einem Schleifring 8 der gleichen Halterung durch einen Leiterdraht 9 verbunden, welcher längs der Innenwand der Halterung befestigt ist.Each plate 7 is electrically connected to a slip ring 8 of the same holder by a conductor wire 9 which is fixed along the inner wall of the holder.
Obwohl theoretisch eine einzige durch einen Taster?, ein Federblatt 8 und einen Draht 9 gebildete Anordnung zur elektrischen Übertragung von einem Schleifring 8 einer Halterung bis zu dem entsprechenden Schleifringe der Nachbarhalterung ausreicht, kann es zweckmäßig sein, sicherheitshalber mehrere derartige Anordnungen vorzusehen.Although a single arrangement formed by a button, a spring leaf 8 and a wire 9 is theoretically sufficient for electrical transmission from a slip ring 8 of a holder to the corresponding slip ring of the neighboring holder, it can be useful to provide several such arrangements to be on the safe side.
Bei der in F i g. 1 schematisch dargestellten Anordnung ist über der Halterungssäule 3 eine Halterung 25 angeordnet, welche seitlich bei 26 mit Durchlässen für den Umlauf des Kühlmittels versehen ist, und über welcher ein Stöpsel 24 oder ein anderer Schutzschirm liegt. Die elektrische Verbindung zwischen den oberen Kontakten der obersten Halterung 3 und der Außenseite des Stöpsels 24 kann auf beliebige gewünschte Weise hergestellt werden, z. B. mit Hilfe von Kontakten und Drähten der oben beschriebenen Art bis zu dem Stöpsel und hierauf durch eine dichte Durchführung des Stöpsels.In the case of the in FIG. 1 arrangement shown schematically, a holder 25 is arranged above the support column 3 , which is provided with passages for the circulation of the coolant at the side at 26 , and over which a plug 24 or some other protective screen is located. The electrical connection between the upper contacts of the uppermost holder 3 and the outside of the plug 24 can be established in any desired manner, e.g. B. with the help of contacts and wires of the type described above up to the plug and then through a tight implementation of the plug.
Wenn den Halterungen 3 eine bestimmte Winkelstellung um ihre Achse gegeben werden kann, ist es If the brackets 3 can be given a certain angular position about their axis, it is
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