DE1285633B

DE1285633B - Absorber rod for control and emergency shutdown of gas-cooled nuclear reactors

Info

Publication number: DE1285633B
Application number: DEL56836A
Authority: DE
Inventors: Dr Eckhard; Hundhausen
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1967-06-27
Filing date: 1967-06-27
Publication date: 1968-12-19

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Absorberstab zur Regelung und Notabschaltung von gasgekühlten Kernreaktoren, mit einer durch den Reaktorkern zur Feinregulierung bewegten, rohrförmigen Hülse; in deren Inneren nur insgesamt bewegbares Absorbermaterial axialbeweglich angeordnet ist, dessen Lage relativ zur Hülse bei Normalbetrieb durch eine Haltevorrichtung fixiert ist, die zur Notabschaltung das Absorbermaterial freigibt und auf Grund eines Eigengewichts in den Reaktorkern einfallen läßt.The invention relates to an absorber rod for regulation and Emergency shutdown of gas-cooled nuclear reactors, with a through the reactor core for Fine adjustment moving, tubular sleeve; in their interior only movable as a whole Absorber material is arranged to be axially movable, its position relative to the sleeve Normal operation is fixed by a holding device that is used for emergency shutdown Releases absorber material and fall into the reactor core due to its own weight leaves.

Es sind Absorberstäbe zur Regelung und Notabschaltung gasgekühlter Kernreaktoren bekannt (deutsche Auslegeschriften 1236 676 und 1125 089), bei denen eine durch den Reaktorkern bewegte rohrförmige Hülse vorhanden ist, deren Bewegung der Feinregulierung dient, in der das nur insgesamt bewegbare Absorbermaterial . axialbeweglich angeordnet und nur im Normalbetrieb relativ @ zur Hülse fixiert ist, und bei denen das Absorbermaterial durch sein Eigengewicht antreibbar ist und bei denen das Absorbermaterial mittels einer sich bei Notabschaltung lösenden Vorrichtung an der Hülse befestigt ist. Das Absorbermaterial dieser bekannten Absorberstäbe ist in Form von Kugeln vorhanden, welche im Notfall in den Reaktorkern hineinfallen. Ihre Beschleunigung ist also höchstens gleich der Erdbeschleunigung.There are absorber rods for regulating and emergency shutdown of gas-cooled nuclear reactors known (German Auslegeschriften 1236 676 and 1125 089), in which a tubular sleeve moved through the reactor core is present, the movement of which is used for fine regulation, in which the absorber material is only movable as a whole. axially movable and is only fixed in normal operation relative to the sleeve, and in which the absorber material can be driven by its own weight and in which the absorber material is attached to the sleeve by means of a device that detaches in the event of an emergency shutdown. The absorber material of these known absorber rods is in the form of balls, which fall into the reactor core in an emergency. Your acceleration is therefore at most equal to the acceleration due to gravity.

Ferner sind Absorberstäbe bekannt, bei denen Hydraulikmittel unter einen den Absorberstab bewegenden Kolben gepreßt wird, so daß dieser in den Kern des Reaktors hineinbewegt wird. Das Hydraulikmittel befindet sich beispielsweise in einem unter hohem Druck stehenden Tank, dessen Absperrventil im Notfall geöffnet wird. Bei derartigen Absorberstäben ist die Totzeit vom Eintritt des Notfalles bis zum Wirksamwerden des Absorberstabes im Reaktorkern zum Zwecke der Notabschaltung beträchtlich. Diese Totzeit wird bedingt durch die Meß-, Signalleitungs- und Signalverarbeitungsglieder, die zwischen dem zu überwachenden und dem Absorberstab liegen, beispielsweise durch den Druckaufbau in der Leitung zwischen Tank und dem den Absorberstab bewegenden Kolben. Genauere Unfallanalysen zeigen, daß insbesondere bei gasgekühlten Reaktoren geringste Totzeiten anzustreben sind.Furthermore, absorber rods are known in which hydraulic media under a piston moving the absorber rod is pressed so that this piston is pressed into the core of the reactor is moved into it. The hydraulic medium is for example in a tank under high pressure, the shut-off valve of which is opened in an emergency will. In the case of such absorber rods, the dead time is from the occurrence of the emergency to to activate the absorber rod in the reactor core for the purpose of emergency shutdown considerably. This dead time is caused by the measuring, signal line and signal processing elements, which lie between the to be monitored and the absorber rod, for example by the pressure build-up in the line between the tank and the one moving the absorber rod Pistons. More precise accident analyzes show that especially in the case of gas-cooled reactors The lowest possible dead times are to be aimed for.

Die Augabe der Erfindung ist es, einen Absorberstab anzugeben, dessen Totzeit, verglichen mit dem bekannten hydraulisch betätigten Absorberstab, wesentlich geringer ist und dessen Beschleunigung in den Reaktorkern größer als die Erdbeschleunigung ist.The task of the invention is to provide an absorber rod whose Dead time, compared with the known hydraulically operated absorber rod, is significant is lower and its acceleration in the reactor core is greater than the acceleration due to gravity is.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß innerhalb der Hülse und oberhalb des Absorbermaterials ein Energiespeicher angeordnet ist, der die Notabsehaltungsbewegung des Absorbermaterials beschleunigt und dessen Haltevorrichtung aus einer an der Hülse befestigten Verklinkung besteht und dessen Hülse Öffnungen für den Durchtritt des Gases bei Bewegung des Absorbermaterials relativ zur Hülse aufweist.This object is achieved in that within the sleeve and above of the absorber material, an energy store is arranged, which the emergency shutdown movement accelerated the absorber material and its holding device from one to the There is a sleeve attached latch and its sleeve has openings for the passage of the gas when the absorber material moves relative to the sleeve.

Es ist an der Hülse eine Entklinkvorrichtung befestigt, die einen mit dem Arretierbügel starr verbundenen Kolben besitzt, der in einem Zylinder gleitet, der über eine definierte kleine Öffnung und/oder ein Rückschlagventil einstellbare Ansprechdruckdifferenz mit dem Kühlmittelraum verbunden ist. In einem Bauelement vereinigt sind hier die Funktionen des Messens des durch einen Kühlmittelverlustunfall auftretenden Druckverlustes sowie das Auslösen der Notabschaltung.It is attached to the sleeve, a unlatching device has a piston that is rigidly connected to the locking bracket and slides in a cylinder, adjustable via a defined small opening and / or a check valve Response pressure difference is connected to the coolant chamber. In one component The functions of measuring the loss caused by a coolant loss accident are combined here occurring pressure loss as well as triggering the emergency shutdown.

Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. . F i g.1 zeigt einen Querschnitt des Absorberstabes mit Energiespeicher; F i g. 2 zeigt eine Aufsicht auf Verklinkung- und Entklinkvorrichtung.The figures show an embodiment of the invention. . F i g.1 shows a cross section of the absorber rod with energy storage; F i g. 2 shows a Supervision of the latching and unlatching device.

Der Energiespeicher 6, der die Notabschaltungsbewegung beschleunigt, besteht aus einer gespannten Schraubenfeder. Eine Verklinkung 5 hält die Feder in gespanntem ,Züstand. Das Absorbermaterial 1 ist mit einem Führungsstab 4 fest verbunden, und dieser Führungsstab wird durch die Verklinkung 5 so gehalten, daß die Feder gespannt ist.The energy store 6, which accelerates the emergency shutdown movement, consists of a tensioned coil spring. A latch 5 holds the spring in place strained condition. The absorber material 1 is firmly connected to a guide rod 4, and this guide rod is held by the latch 5 so that the spring is excited.

Mit dem Absorbermaterial 1 ist der Folgestab 7 fest verbunden, der einen Eingriff für einen Teleskopheber 16 besitzt. Damit ist nach erfolgter Notabschaltung möglich, die Feder über den Absorberstab wieder zu spannen. Ferner besitzt die im Reaktorkern 17 befindliche Hülse 2 große Öffnungen 3, die bewirken, daß bei sehr schnellen Bewegungen des Absorbermaterials 1 und des Folgestabes 7 innerhalb der Hülse keinerlei Dämpfung durch komprimierte Gasmengen entsteht. Die Hülse 2 wird von einem Hubteller 8 getragen, der mit einem Antrieb zur Feinregelung des Kernreaktors verbunden ist.The follower rod 7, which has an engagement for a telescopic jack 16, is firmly connected to the absorber material 1. This enables the spring to be tensioned again via the absorber rod after the emergency shutdown has taken place. Furthermore, the sleeve 2 located in the reactor core 17 has large openings 3, which have the effect that when the absorber material 1 and the follower rod 7 move very quickly within the sleeve, no damping whatsoever occurs due to compressed gas quantities. The sleeve 2 is carried by a lifting plate 8 which is connected to a drive for fine control of the nuclear reactor.

Gemäß der F i g. 2 ist der Arretierbügel 11 an einer Seite drehbar an der Hülse 2 befestigt. Der Arretierbügel wird durch die Feder 10 und den Anschlag 20 in der Kerbe 9 des Führungsstabes 4 eingerastet gehalten. Der Führungsstab 4 ist fest mit dem Absorbermaterial verbunden. An dem Arretierbügel 11 greifen zwei unabhängig voneinander arbeitende Pntklinkvorrichtungen 12 und 13 an. Die Entklinkvorrichtung 12 wird durch eine nicht näher beschriebene konventionelle Hydraulik oder Pneumatik betätigt. Die auf einen unmittelbaren Druckverlust in ihrer Umgebung ansprechende Entklinkvorrichtung 13 besteht aus einem Zylinder mit einer definiert kleinen öffnung 10, in dem ein Kolben 15 beweglich ist und der über einen Stift 14 den Arretierbügel 11 in die Richtung bewegt, in der eine Entklinkung erfolgt. An Stelle der definiert kleinen Öffnung 19 oder zusammen mit dieser kann ein Rückschlagventil vorgesehen werden, das auf eine einstellbare Druckdifferenz anspricht. Im Normalbetireb baut sich über die Öffnung 19 in dem von dem Zylinder umschlossenen Raum der gleiche Druck auf, der auch im Kühlmittelraum 18 des Reaktors herrscht. Da dieser Druck auf beide Flächen des Kolbens 15 wirkt, bewegt sich der Kolben im Normalbetrieb nicht. Sobald ein starker Druckverlust im Kühlmittelraum des Reaktors auftritt, kann sich der in dem Zylinder aufgebaute Innendruck infolge der kleinen Öffnung 19 oder des Rückschlagventils nicht so schnell abbauen, wie der Druck im Kühlmittelraum 18. Dadurch bewegt sich der Kolben 15 praktisch ohne Totzeit gegen die Spannung der Feder 10 und löst die Verklinkung, indem er den Arretierbügel 11 aus der Kerbe 9 im Führungsstab 4 herausbewegt.According to FIG. 2, the locking bracket 11 is rotatably attached to the sleeve 2 on one side. The locking clip is kept locked in place in the notch 9 of the guide rod 4 by the spring 10 and the stop 20. The guide rod 4 is firmly connected to the absorber material. Two independently working pawl devices 12 and 13 engage the locking bracket 11. The unlatching device 12 is actuated by conventional hydraulics or pneumatics, which are not described in detail. The unlatching device 13, which responds to an immediate loss of pressure in its surroundings, consists of a cylinder with a defined small opening 10 in which a piston 15 is movable and which, via a pin 14, moves the locking bracket 11 in the direction in which the unlatching takes place. Instead of the defined small opening 19 or together with it, a check valve can be provided which responds to an adjustable pressure difference. In normal operation, the same pressure builds up via the opening 19 in the space enclosed by the cylinder that also prevails in the coolant space 18 of the reactor. Since this pressure acts on both surfaces of the piston 15, the piston does not move during normal operation. As soon as there is a strong pressure loss in the coolant space of the reactor, the internal pressure built up in the cylinder, due to the small opening 19 or the check valve, cannot be reduced as quickly as the pressure in the coolant space 18. As a result, the piston 15 moves against the tension with practically no dead time the spring 10 and releases the latch by moving the locking bracket 11 out of the notch 9 in the guide rod 4.

Die Entklinkvorrichtung 13 ist für jeden Steuerstab vorhanden und bedarf keinerlei Bedienung oder Ansteuerung. Ferner ist die Totzeit um so kürzer, je schneller der Kühlmittelverlust eintritt. Auch ist die statistische Wahrscheinlichkeit, daß eine Entklinkvorrichtung dieser Art ausfällt, schon auf Grund der konstruktiv sehr einfachen Ausbildung gering.The unlatching device 13 is available for each control rod and does not require any operation or control. Furthermore, the dead time is the shorter, the faster the coolant loss occurs. The statistical probability is also that an unlatching device of this type fails, if only because of the constructive very simple training low.

Claims

Claims: 1. Absorber rod for regulation and emergency shutdown of Gas-cooled nuclear reactors, with one through the reactor core with fine regulation moving tubular sleeve, inside which only a total of movable absorber material is arranged axially movable, its position relative to the sleeve during normal operation a holding device is fixed, which releases the absorber material for an emergency shutdown and due to its own weight can collapse into the reactor core, characterized in that that within the sleeve (2) and above the absorber material (1) an energy store (6) is arranged, which accelerates the emergency shutdown movement of the absorber material, that the holding device consists of a latch (5) attached to the sleeve (2) consists and that the sleeve (2) openings (3) for the passage of the gas when moving of the absorber material relative to the sleeve.

2. absorber rod according to claim 1, characterized in that the energy store (6) is a spring.

3. absorber rod according to claim 1, characterized in that the latch (5) has a locking bracket (11) which is rotatably attached at one end to the sleeve (2) and which engages in a notch (9) which engages a guide rod (4) firmly connected to the absorber material.

4. absorber rod according to claim 3, characterized in that the locking bracket (11) is held locked in place in the notch (9) by at least one retaining spring (10) and a stop (20).

5. absorber rod according to claim 3, characterized in that a unlatching device is attached to the sleeve (2) which has a piston (15) rigidly connected to the locking bracket, which piston is movable in a cylinder which is opened via a defined small opening (19 ) and / or a check valve with adjustable response pressure difference is connected to the coolant space (18).

6. absorber rod according to claim 1, characterized in that the absorber material (1) on its side opposite the energy store (6) is firmly connected to a follower rod (7) which has an engagement for a telescopic lifter (16) .