DE1283409B

DE1283409B - Absorberstab fuer Kernreaktoren

Info

Publication number: DE1283409B
Application number: DEA49378A
Authority: DE
Inventors: Ingvar Aste; Erik Joensson; Aart Van Santen
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1964-06-09
Filing date: 1965-06-02
Publication date: 1968-11-21
Also published as: FI43752C; FR1437031A; GB1102235A; SE344845B; DK120200B; US3332850A; FI43752B; NL6507168A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

G21d

Deutsche KL: 21g-21/31

Nummer: 1283 409

Aktenzeichen: P 12 83 409.2-33 (A 49378)

Anmeldetag: 2. Juni 1965

Auslegetag: 21. November 1968

Die Erfindung betrifft einen Absorberstab für Kernreaktoren mit mehreren an einem langgestreckten Träger befestigten ebenen Absorberscheiben, deren eine Kante parallel zur Längsachse des Trägers verläuft.

Bei gewissen Typen von Kernreaktoren, z. B. Leichtwasserreaktoren, deren Leistung mit Hilfe von in den Reaktorkern eingeschobenen Absorberstäben geregelt wird, ist es von wesentlicher Bedeutung, daß die Spalte im Reaktorkern, die die Absorberstäbe aufnehmen, so schmal wie möglich gemacht werden können. Die Breite dieser Spalte wird teils von der Dicke der Absorberscheiben bestimmt, aber zu einem wesentlichen Teil auch davon, daß ein gewisses Spiel zwischen den Absorberscheiben und den Grenzflächen der Spalte vorhanden sein muß. Dieses Spiel ist notwendig, um die Abweichungen von der theoretisch richtigen Form des Absorberstabes aufzunehmen, die in der Praxis immer vorkommen. Somit bedingen die vorkommenden Abweichungen im Hinblick auf die gerade Erstreckung und Winkellage der Absorberscheiben, daß das genannte Spiel verhältnismäßig groß sein muß, damit die Absorberstäbe nicht Gefahr laufen, steckenzubleiben. Bei der Bemessung der Spalte muß man auch Formveränderungen auf Grund der ungleichmäßigen Erwärmung des Reaktorkerns oder der Absorberstäbe beachten.

Es ist durch die USA.-Patentschrift 3 121 045 ein Absorberstab bekannt, der einen kreisförmigen Querschnitt hat und aus mehreren langgestreckten starren Gliedern besteht. Die Enden dieser Glieder sind gelenkig miteinander verbunden, so daß eine gewisse Winkelabweichung zwischen ihnen möglich ist. Dieser Absorberstab ist bei Verzerrungen der Spalte im Reaktorkern zweckmäßig verwendbar.

Durch die USA.-Patentschrift 3 115 452 ist ein Absorberstab bekannt, der die von den verschiedenen thermischen Ausdehnungen des Gehäusematerials und des Absorbermaterials herrührenden Beanspruchungen aufnehmen kann. Es handelt sich aber in diesem Falle um eine starre Konstruktion aus Schichten verschiedener Materialien, die durch besonders geformte Dübel zusammengehalten werden.

Durch die Erfindung soll ein Absorberstab geschaffen werden, der zuläßt, daß die Spalte im Reaktorkern schmäler als bisher gemacht werden können.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Träger eine zentrale Stange ist und daß zwei senkrecht auf der Längsachse des Trägers stehende Kanten jeder Absorberscheibe mit Hilfe von um die Trägerlängsachse schwenkbaren Haltern an der zentralen Stange befestigt sind.

Absorberstab für Kernreaktoren

Anmelder:

Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget,

Västeras (Schweden)

Vertreter:

Dipl.-Ing. Helmut Missling, Patentanwalt,

6300 Gießen

Als Erfinder benannt:

Erik Jönsson,

Ingvar Aste, Västeras;

Aart van Santen, Hökasen (Schweden)

Beanspruchte Priorität:

Schweden vom 9. Juni 1964 (6982)

Vorteilhafterweise sind wenigstens die an einem Ende der zentralen Stange befindlichen Halter mittels drehbarer und axial verschiebbarer Lagerungen an dieser Stange befestigt. Oder die Halter sind Befestigungsbleche, die an wenigstens einem Ende der zentralen Stange biegsam und an der Stange angeschweißt sind. Dies bedeutet, daß die einzelnen Scheiben um zur Stangenlängsachse parallele oder sogar zu dieser schräge Achsen schwenkbar sind, da ja die angeschweißten Halter bei einer Bewegung der einzelnen Scheiben eine zur Stange genau radiale Lage nicht beibehalten werden. Um die Flexibilität des Absorberstabes noch mehr zu vergrößern, können die Absorberscheiben selbst so dünn gemacht werden, daß sie an sich eine gewisse Biegsamkeit besitzen. Die Stange kann an den Absorberscheiben nur an ihren Enden befestigt und zwischen diesen angeordnet sein, um den Absorberscheiben eine Bewegungsfreiheit senkrecht zur Scheibenebene zu geben. Durch diese Bewegungsfreiheit der Absorberscheiben ist der Absorberstab im Betrieb in geringerem Maße als bisher Schwingungen ausgesetzt, die zu Reibung an den Wänden in den Spalten im Reaktorkern führen, die die Absorberscheiben aufnehmen. Die in den Scheiben entstehenden Schwingungen werden nämlich wirksam durch das die Absorberstäbe umgebende Kühlmittel des Reaktors gedämpft. Wenn eine Absorberscheibe

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Claims

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die Tendenz hat, an einer Seite des umgebenden scheibe eine versteifende Führung. Zusammen bilden Spalts anzuliegen, wird das strömende Druckmittel die Absorberscheiben und die zentrale Stange eine auf Grund des erhöhten Strömungswiderstandes auf Einheit mit der erforderlichen Stabilität. Gleichzeitig der Seite der Absorberscheibe, wo der Abstand zu kann jeder einzelnen Scheibe die gewünschte Biegder Spaltwand kleiner ist, einen größeren Druck be- 5 samkeit gegeben werden. Die Scheiben können verkommen und somit einer unsymmetrischen Lage der hältnismäßig dünn ausgeführt werden, wodurch der Absorberscheibe im Spait entgegenwirken. ganze Absorberstab eine noch größere Flexibilität

Da die Absorberscheiben nur an ihren Endpunkten und Anpassungsfähigkeit an die Spalte im Reaktor-

von der Stange gestützt werden und im übrigen ganz kern bekommt.

frei sind, müssen sie, um keinen Formveränderungen io Die Befestigungsbleche 5 und 6 sind zur Führung

auf Grund ihres Eigengewichts ausgesetzt zu werden, mit Gleitscheiben 10 versehen, die mit Rücksicht auf

mit ihrer einen Kante an der zentralen Stange hängen. das kleinste Maß der Spaltbreite im Reaktorkern

Wegen der großen Länge der Absorberstäbe kann bemessen werden. Eventuell können solche Gleit-

die zentrale Stange zu schwach werden und bedarf scheiben auch auf den Absorberscheiben 4 selbst dann irgendeiner Art von Führung. Eine solche Füh- 15 angebracht werden, was besonders zweckmäßig ist,

rung erhält man in einfacher Weise, wenn man die wenn der Absorberstab eine sehr große axiale Länge

der zentralen Stange zugekehrten Kanten der Absor- hat.

berscheiben an der Stange anliegen läßt, so daß sie Auch bei der Ausführungsform nach F i g. 3. sind dadurch versteift wird. Es ist auch denkbar, die zen- die Absorberscheiben 4 an jedem Ende mit dem trale Stange mit Führungselementen zu versehen, so Träger mit Hilfe von Befestigungsblechen 5 und 6 z. B. federnden Gleitkörpern oder Rollen zur Füh- verbunden, wobei dies die einzige direkte Befestigung rung an geeigneten Führungsflächen im Reaktorkern. der Absorberscheiben ist. Zwischen den Absorber-Geeignete Führungsflächen bilden die Ecken der so- seheiben und der Stange 2 ist ein freier Spalt 11.
genannten Brennstoffboxen, die auf allen Seiten die In F i g. 4 ist gezeigt, wie die Stange 2 dadurch Absorberstäbe umgeben. 25 geführt wird, daß die Absorberscheiben 4 mit ihren

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Kanten am Träger anliegen. Diese Anlage kann sehr Zeichnung näher beschrieben, die schematisch Aus- leicht sein und hindert die Bewegungsfreiheit der führungsformen der Erfindung wiedergibt. In dieser Absorberseheiben nicht. Die sogenannten Brennzeigt stoffboxen sind mit 12 bezeichnet.

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Absorberstabes, 30 F i g. 5 zeigt eine andere Möglichkeit, wie bei einer

Fig. 2 einen Querschnitt des Stabes nach Fig. 1, Ausführungsform nach Fig. 3 der Träger 2 an Füh-

F ig. 3 eine Seitenansicht eines Absorberstabes rungsflächen im Reaktorkern abgestützt werden kann,

nach einer anderen Ausführungsform, Die Stange 2 ist mit mehreren federnden Führungs-

F i g. 4 einen Querschnitt einer weiteren Ausfüh- elementen 13 in der Form von Rollen versehen, die

rungsform und ₃₅ an den Ecken der Brennstoffboxen 12 anliegen.

F i g. 5, 6 und 7 verschiedene Arten zur Führung In F i g. 6 ist gezeigt, wie mehrere Führungsrallen

des Trägers an Führungsflächen im Reaktorkern. 13 in verschiedener Höhe am Träger 2 angeordnet

In F i g. 1 und 2 der Zeichnung bezeichnet 1 einen werden können, so daß eine Führung gegen sämtliche Teil der zentralen Stange des Absorberstabes, an dem vier benachbarten Ecken der Brennstoffboxen 12 ein geeignetes Betätigungsorgan für die axiale Ver- 40 erhalten werden kann. In der Figur sind zwar nur Schiebung des Stabes befestigt wird. Vom Teill er- zwei Rollen gezeigt, aber es ist selbstverständlich, streckt sich längs des ganzen Stabes die zentrale daß die anderen Rollen in derselben Weise in einer Stange 2, die mit längslaufenden Nuten 3 versehen Ebene senkrecht zur Bildebene liegen. Die Rollen ist, die eine Kante der Absorberscheiben 4 aufneh- sind mit federnden Speiehen 14 zwischen dem Nabenmen. Die Absorberscheiben sind an jedem Ende mit 45 teil 15 und dem Führungsring 16 versehen.
Haltern 5 und 6 in der Form von Befestigungsblechen Fig. 7 zeigt eine zentrale Stange 2, die mit Fühversehen, von denen die Befestigungsbleche 5 bei 7 rungselementen 17 in der Form von Gleitkörpern am Träger festgeschweißt sind. In der Nähe der versehen ist, die von einer Feder 18 federnd gegen Sehweißfuge bestehen die Befestigungsbleche 5 aus die Ecken der Brennstoffboxen 12 gedrückt werden, einem schmalen Arm 8, der durch elastische Defor- ₅₀ Die Figur zeigt nur einen Gleitkörper, obwohl eine mation den Absorberscheiben eine große Bewegungs- solche Führung natürlich gegenüber sämtlichen vier freiheit gibt. Am entgegengesetzten Ende der Absor- benachbarten Brennstoffboxen angeordnet sein kann, berscheiben haben diese eine noch größere Bewegungsfreiheit, weil die Befestigungsbleche 6 mit dem Patentansprüche:
Lagerorgan 9 um die zentrale Stange 2 herum dreh- ₅₅

bar gelagert sind. Die Lager 9 lassen sowohl Dreh- 1. Absorberstab für Kernreaktoren mit meh-

bewegungen als auch eine axiale Verschiebung zu. reren an einem langgestreckten Träger befestig-

Die Befestigung der Absorberscheiben kann auch an ten ebenen Absorberseheiben, deren eine Kante

beiden Enden gleichartig sein, z. B. wie bei den Be- parallel zur Längsachse des Trägers verläuft, da-

festigungsblechen5 oder den Befestigungsblechen6. 60 durch gekennzeichnet, daß der Träger

Im letzteren Fall ist es erforderlich, daß die Rota- eine zentrale Stange (2) ist und daß zwei senk-

tionsbewegung der Absorberscheiben um die Stange recht auf der Längsachse des Trägers stehende

mit Hilfe von Anschlägen od. dgl. begrenzt wird oder Kanten jeder Absorberscheibe (4) mit Hilfe von

dadurch, daß die Befestigung so ausgeführt wird, daß um die Trägerlängsachse schwenkbaren Haltern

sie selbst die Scheiben 4 in richtiger Lage hält. 65 (5, 6) an der zentralen Stange (2) befestigt sind.

Dadurch, daß die eine Längsseite der Absorber- 2. Absorberstab nach Anspruch 1, dadurch ge-

scheiben 4 in axialen Nuten 3 in der zentralen kennzeichnet, daß an der zentralen Stange (2)

Stange 2 aufgenommen wird, erhält jede Absorber- Längsnuten (3) vorgesehen sind, in die die der

Stange (2) benachbarte parallele Längskante jeder Absorberscheibe (4) eingreift.

3. Absorberstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorberscheiben (4) mit ihren der zentralen Stange (2) zugekehrten Kanten an dieser anliegen.

4. Absorberstab nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorberscheiben (4) mit ihrer einen Kante an der zentralen Stange (2) hängen.

5. Absorberstab nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Stange (2) mit Führungselementen (13, 17) versehen ist, die mit Führungsflächen im Reaktorkern (12) zusammenwirken.

6. Absorberstab nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente aus federnden Gleitkörpern (17) oder Rollen (13) bestehen.

7. Absorberstab nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der mit Haltern versehenen Kanten der Absorberscheiben (4) relativ zu der zentralen Stange (2) axial beweglich ist.

8. Absorberstab nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorberscheiben (4) biegsam sind.

9. Absorberstab nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die an einem Ende der zentralen Stange (2) befindlichen Halter (6) mittels drehbarer und axial verschiebbarer Lagerungen (9) an dieser Stange (2) befestigt sind.

ίο 10. Absorberstab nach einem oder mehreren

der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Halter (5) Befestigungsbleche sind, die an wenigstens einem Ende der zentralen Stange (2) biegsam und an der Stange (2) angeschweißt sind.

11. Absorberstab nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsbleche (5) zwischen der Schweißnaht (7) und der Absorberscheibe (4) einen leicht biegsamen Abschnitt (8)

ao aufweisen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 3 115 452, 3 121 045.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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