DE1281596B

DE1281596B - Verriegelungseinrichtung fuer Steuerstaebe von Kernreaktoren

Info

Publication number: DE1281596B
Application number: DEG48394A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Haendel
Original assignee: Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Current assignee: Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Priority date: 1966-11-08
Filing date: 1966-11-08
Publication date: 1968-10-31
Also published as: US3580805A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES Αβ PATENTAMT Int. Cl.:

G21d

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 21g-21/31

Nummer: 1281596

Aktenzeichen: P 12 81 596.2-33 (G 48394)

Anmeldetag: 8. November 1966

Auslegetag: 31. Oktober 1968

LO i—I OO (M

Die Erfindung betrifft eine Verriegelungseinrichtung für Steuerstäbe von Kernreaktoren, deren Spaltzone von einem Druckmantel umschlossen ist, an dem Druckrohre als Gehäuse für die Antriebselemente der in die Spaltzone einfahrbaren Steuerstäbe befestigt sind, bei der mit dem Steuerstab eine in Richtung auf die Verriegelungsstellung vorgespannte Sperrklinke zusammenwirkt, deren Klauen eine Auslöseeinrichtung in Offenstellung hält, welche bei axialer Verschiebung die Sperrklinke freigibt.

Die Sicherheitsmaßnahmen bei Kernreaktoren müssen unter anderem darauf abgestellt sein, daß eine unkontrollierbare nukleare Exkursion verhindert wird. Insbesondere sollen die Steuer- und Abschalteinrichtungen so beschaffen sein, daß die Absorber bei einer Betriebsstörung die Spaltzone nicht unbeabsichtigt verlassen können.

Bei zwei bekannten Verriegelungseinrichtungen der eingangs erwähnten Bauart sind axial verschiebliche Hülsen vorgesehen, durch deren Betätigung die Steuerstab-Führungsstange ver- bzw. entriegelt wird (»Antriebe für Reaktor-Regelstäbe« von B. Schallopp, Nukleonik, Bd. 5, 1963, Heft 3, S. 124 bis 133). Bei der einen Einrichtung ist die Hülse durch eine Feder in Richtung auf die Verriegelungsstellung vorgespannt, wobei als Verriegelungselemente Kugeln vorgesehen sind, die in entsprechende Rillen in der Führungsstange greifen (s. Fig. 5 a auf S. 129 der zitierten Veröffentlichung).

Bei der zweiten Einrichtung (F i g. 5 b) sind als Verriegelungselemente mit dem Sägezahnprofil der Führungsstange korrespondierende Sperrklinken vorgesehen, die an die Verschiebehülse angelenkt sind. Die Verriegelung wird durch einen Elektromagneten bewirkt, der die als Anker ausgebildete Hülse entgegen der in Entriegelungsrichtung wirkenden Kraft einer Feder verschiebt.

In beiden Fällen dient die Verriegelung dazu, den Steuerstab während des normalen Reaktorbetriebs in einer bestimmten vorgegebenen Lage zu halten.

Demgegenüber hat die Erfindung zur Aufgabe, eine Verriegelungseinrichtung zu schaffen, bei der bei einem Bruch des Steuerstabgehäuses oder desjenigen Druckmantelteils, auf dem diese Gehäuse befestigt sind, die Steuerstäbe in der Spaltzone festgehalten werden.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß zur Fixierung der Steuerabstellung bei Brüchen des Antriebsgehäuses oder seiner Befestigung am Druckmantel die Sperrklinke innerhalb des Druckmantels in unmittelbarer Nähe der Spaltzone angeordnet und die Auslöseeinrichtung an dem Verriegelungseinrichtung für Steuerstäbe von
Kernreaktoren

Anmelder:

Gesellschaft für Kernforschung m. b. H.,
7500 Karlsruhe, Weberstr. 5

Als Erfinder benannt:

Karl-Heinz Händel, 7520 Bruchsal

Antriebsgehäuse so befestigt ist, daß bei Normalbetrieb des Reaktors die Klauen sich in Offenstellung befinden.

Erfährt die Auslöseeinrichtung durch einen Bruch z. B. des Antriebsgehäuses eine axiale Verschiebung, so werden die Klauen freigegeben und setzen den Steuerstab fest.

Vorteilhafterweise tragen die Klauen ein Zahnprofil, das nach dem Auslösen der Klinke in ein korrespondierendes Gegenprofil an dem Steuerstab greift.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Steuerstab mit seinen Antriebselementen über eine zugkraftempfindliche Sollbruchstelle gekoppelt, die beim gleichzeitigen Abreißen des Steuerstabgehäuses und des Steuerstabantriebs die Sperrklinke vor Überlastung schützt.

Weitere Einzelheiten der oben beschriebenen Verriegelungseinrichtung werden an Hand der Zeichnung erläutert:

In der Figur ist schematisch im Längsschnitt das Antriebsgehäuse 1 für die Antriebe der Steuerstäbe dargestellt, das über einen Stutzen 2 an den Druckmantel 3 des Reaktors angeschlossen ist. Der Steuerstab 4 ist über ein Verbindungsrohr 5 mit dem Antriebsaggregat 6 verbunden. An einer Halteplatte 7 über der Spaltzone 8 ist die Sperrklinke 9 befestigt, deren Klauen 10 von der einen Stirnkante eines als Auslöseeinrichtung 11 wirkenden, koaxial zum Steuerstab 4 angeordneten Rohrs in Offenstellung gehalten sind. Die Sperrklinke 9 besteht aus U-förmig gebogenen Federelementen, deren freier, als Klaue 10 ausgebildeter, eine Sägeverzahnung tragender Schenkel außerdem eine Steuerkante 12 aufweist, die bei Normalbetrieb an dem Rohr 11 anliegt. Wird das Rohr 11 nach oben herausgezogen, so werden die Steuerkanten 12 freigesetzt, und die Klauen 10 greifen infolge der auf den Steuerstab ge-

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richteten Federkraft der Sperrklinke 9 in ein entsprechendes Sägezahnprofil 13 am Steuerstab 4 ein. Das obere Ende des Rohrs 11 ist an dem Verschlußdeckel 14 des Gehäuses 1 befestigt. Das Verbindungsrohr 5 ist an dem Steuerstab 4 über eine Sollbruchstelle 15 in Form eines Querstifts verbunden. Dieser unmittelbar oberhalb des Sägezahnprofils 13 angebrachte Querstift ist so bemessen, daß er bei Überschreiten einer vorgegebenen, auf den Steuerstab ausgeübten Zugkraft bricht.

Auf diese Weise wird bei einem Bruch des Steuerstabgehäuses 1 oder einem Abreißen der Flansche an dem Druckmantel 3 das Herausschleudern der Steuerstäbe4 aus der Spaltzone verhindert. Durch, entsprechende Ausbildung der Steuerkanten 12, geeignete Wahl des Abstands der Klauen 10 von dem Sägezahnprofil 13 des Steuerstabes 4 und Vorspannung der Sperrklinke 9 kann eine sehr hohe Ansprechempfindlichkeit und eine kurze Reaktionszeit der oben beschriebenen Verriegelungsemrichtung er- so reicht werden. Ergänzend sei noch bemerkt, daß als Steuerstab alle diejenigen Bauelemente zu verstehen sind, die zum Steuern, Trimmen, Abschalten und Schnellabschalten eines Reaktors geeignet sind. So ist in der Zeichnung zusätzlich zum normalen Antriebsaggregat 6 schematisch noch ein Beschleuniger 16 als Schnellabschalteinrichtung eingezeichnet.

Claims

Patentansprüche:

1. Verriegelungseinrichtung für Steuerstäbe von Kernreaktoren, deren Spaltzone von einem Druckmantel umschlossen ist, an dem Druckrohre als Gehäuse für die Antriebselemente der in die Spaltzone einfahrbaren Steuerstäbe befestigt sind, bei der mit dem Steuerstab eine in Richtung auf die Verriegelungsstellung vorgespannte Sperrklinke zusammenwirkt, deren Klauen eine Auslöseeinrichtung in Offenstellung hält, welche bei axialer Verschiebung die Sperrklinke freigibt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fixierung der Steuerstabstellung bei Brüchen, des Antriebsgehäuses (1) oder seiner Befestigung am Druekmantel die Sperrklinke (9) innerhalb des Druckmantels (3) in unmittelbarer Nähe der Spaltzone (8) angeordnet und die Auslöseeinrichtung (11) an dem Antriebsgehäuse (1) so befestigt ist, daß bei Normalbetrieb des Reaktors die Klauen (10) sich in Offenstellung befinden.

2. Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klauen (10) ein Zahnprofil, insbesondere ein einseitig sperrendes Sägezahnprofil tragen, das nach dem Auslösen der Sperrklinke (9) in ein korrespondierendes Sägezahnprofil (13) am Steuerstab (4) greift.

3. Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerstab (4) mit seinen Antriebselementen (5, 6 bzw; 16) über eine zugkraftempfindliche Sollbruchstelle (15) gekoppelt ist.

4. Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslöseeinrichtung (11) aus einem koaxial zum Steuerstab' (4) angeordneten Rohr besteht, dessen eine Stirnkante mit dem geschlossenen Ende des Antriebsgehäuses (1) verbunden ist und dessen andere Stirnkante bei Normalbetrieb die Klauen (10) der Sperrklinke (9) in Offenstellung hält.

5. Verriegelungseinrichtung nach Anspruch Ϊ, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinke (9) aus mehreren U-förmigen Federelementen besteht, deren einer Schenkel an einer Halteplatte (7) über der Spaltzone (8) eingespannt ist und deren zweiter Schenkel die Klauen (10) und eine mit der Auslöseeinrichtung (11) zusammenwirkende Steuerkante (12) aufweist.

6. Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerstab (4) mit den Antriebselementen (5, 6 bzw. 16) über eine als Querstift ausgebildete Sollbruchstelle (15) verbunden und der Querstift so bemessen ist, daß er bei Überschreiten einer vorgegebenen, auf den Steuerstab (4) ausgeübten Zugkraft bricht.

Ei Betracht gezogene Druckschriften:
Nukleonik, Bd. 5,1963, Nr. 3, S. 124 bis 133.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen