DE1286653B

DE1286653B - Koppelungsmechanismus fuer Regelstaebe in Kernreaktoren

Info

Publication number: DE1286653B
Application number: DEL57082A
Authority: DE
Inventors: Kison Harald
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1967-07-27
Filing date: 1967-07-27
Publication date: 1969-01-09

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Koppelungsmechanismus für Regelstäbe in Kernreaktoren, der eine gegen radiales Verdrehen geführte und von einer Gewindespindel axial bewegte Mutter mit einem mit dem Regelstab verbundenen, hydraulisch oder pneumatisch betätigten Hohlkolben im Normalbetrieb kraftschlüssig verbindet.
Die Absorberteile für Regelstäbe von Kernreaktoren müssen im Reaktorkern Stehbewegungen ausführen können, so daß über die Regelung der Reaktivitär des Reaktors dessen Druck, Temperatur und Leistung beeinflußt werden können. Außerdem müssen die Absorberieile bei Schnellabschaltung in kürzester Zeit in den Reaktorkern gefahren werden können. Das gilt insbesondere für schnelle gas- oder dampfgekühlte Reaktoren, bei denen die Reaktivität bei einem Kühlmittelverlustunfall nicht, wie es bei Siedewasserreaktoren der Fall ist, abnimmt.
Durch die deutschen Auslegeschriften 1 169 596 und 1223 070 ist es bekannt, Antriebe für Regelstäbe so auszubilden, daß die Stellbewegungen des Absorberteils während des Normalbetriebes des Reaktors mit Hilfe eines Elektromotors erfolgen, der einen auf einer undrehbar axial verschiebbaren Mutter sieh abstützenden Hohlkolben mittels einer Gewindespindel hebt oder senkt. Im Fall der Schnellabschaltung gelangt aus einem ständig unter Druck stehenden hydraulischen und/oder pneumatischen System Druckmittel unter den Hohlkolben, so daß der Absorberteil schnell in den Reaktorkern eingefahren wird Bei dem bekannten Regelstabantrieb besteht die Gefahr, daB bei Verklemmung des Absorberteiles im Kern dieser Absorberteil den durch die Gewindespindel bedingten Bewegungen der Mutter nicht mehr folgt, wenn sich diese abwärts bewegt. Ein zu einem späteren Zeitpunkt erfolgendes plötzliches Herabfallen des Stabes könnte infolge des damit verbundenen unkontrollierbaren Reaktivitätsanstieges zur Zerstörung des Druckgefäßes führen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Koppelungsmechanismus für Regelstäbe anzugeben, durch den sichergestellt wird, daß die Mutter im Normalbetrieb stets in definierter Lage zum Hohlkolben ist und der im Notabschaltfall durch Beaufschlagung des Hohlkolbens mit Druckmittel weitgehend totzeitfrei gelöst werden kann.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß an der Mutter radial bewegte Hebelelemente befestigt sind, die durch einen Druckspeicher gegen am Hohlkolben befestigte Raster gedrückt werden, wobei der Anpreßdruck so bemessen ist, daß der Hohlkolben bei seiner Betätigung im Notabschaltfall ausrastet. Dieser Koppelungsmechanismus ermöglicht die erzwungene Rückführung des Regelstabes aus dem Kern. Darüber hinaus ist er geeignet für Antriebe beider Abschalt- ; richtungen und beliebiger Anordnung des Antriebs zum Druckgefäß.
Eine kompakte Bauweise des Antriebs wird dadurch erreicht, daß die Mutter und die durch den Druckspeicher gegen am Hohlkolben befestigte Raster gedrückten Hebelelemente innerhalb des Hohlkolbens angeordnet sind.
Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In der Mutter 2 läuft die Gewindespindel 1. Durch eine nicht dargestellte Führung kann sich diese Mutter nicht verdrehen, sondern sich nur axial bewegen. Fest mit der Mutter ist eine Hülse 5 verbunden. Diese Hülse 5 weist Abstand zur Gewindespindel 1 auf, so daß sich die Gewindespindel berührungsfrei in der Hülse drehen kann. Am unteren von der Mutter abgewandten Ende der Hülse 5 ist ein Stützteller 9 befestigt, an dem sich eine Feder 10 mit ihrem einen Ende abstützt. Das andere Ende dieser Feder stützt sich an einer Ringscheibe 8 ab, welche nur axial beweglich auf der Hülse gelagert ist.
Die Feder 10 ist beispielsweise eine Schraubenfeder, oder sie ist aus mehreren Tellerfedern zusammengesetzt.
Die Koppelung des Hohlkolbens 3, der die Mutter 2 und die an ihr befestigten Koppelungselemente umgibt, erfolgt über Hebelelemente 6, die nach Art eines Kniehebels ausgebildet sind und eine in ihrem Scheitelpunkt gelagerte Anpreßrolle 7 tragen. Die freien Enden der Hebelelemente 6 sind beweglich gelagert, und zwar ist das Ende des einen Hebels in der an der Mutter 2 befestigten Hülse 5 gelagert, während das Ende des anderen Hebelelementes auf dem Teller 8 befestigt ist.
Der Druckspeicher drückt die Anpreßrolle 7 über die sie tragenden Hebelelemente gegen das Raster 4, welches am Hohlkolben 3 befestigt ist. Diese Raster sind als Nocken an dem Hohlkolben aufgeführt. Derartige Formteile, in die die Anpreßrollen einrasten, werden in vorteilhafter Weise als auswechselbare Einsätze des Hohlkolbens ausgebildet, so daß sie bei Verschleiß ersetzt werden können.
Der Koppelungsmechanismus wirkt folgendermaßen: Die durch den Druckspeicher erzeugte Kraft wird mittels der Hebelelemente 6 und der Anpreßrolle 7 auf den Hohlkolben 3 übertragen, und bewirkt einen Kraftschluß zwischen diesem Hohlkolben und der Mutter 14. Erst wenn der Hohlkolben 3, beispielsweise infolge Druckmittelbeaufschlagung, die Haltekraft überwindet, verläßt die Anpreßrolle 7 das Raster 4 und der Hohlkolben ist entkoppelt. Um die Bewegungen der Hebelelemente 6 und damit auch der Anpreßrolle 7 außerhalb des Rasters 4 zu begrenzen, besitzt die Hülse 5 Anschläge 11, durch die eine Bewegung der Anpreßrolle 7 gegen den Hohlkolben 3 verhindert werden kann. Der Hohlkolben wird daher nach Entkoppelung durch den Koppelungsmechanismus in seiner Bewegung nicht mehr gebremst.
Soll nach erfolgter Notabschaltung der Kraftschluß wieder hergestellt werden, so wird der Hohlkolben 3 zunächst in eine feste Endlage geführt. Sodann wird die Mutter 2 über die Gewindespindel 1 so lange bewegt, bis die Anpreßrolle 7 in das Raster 4 einrastet. Dadurch wird der Kraftschluß zwischen Mutter und Hohlkolben wieder hergestellt. Danach erfolgt die Bewegung des Hohlkolbens in die gewünschte Stellung, die beispielsweise durch den Normalbetrieb gegeben ist.

Claims

Patentansprüche: 1. Koppelungsmechanismus für Regelstäbe in Kernreaktoren, der eine gegen radiales Verdrehen geführte und von einer Gewindespindel axial bewegte Mutter mit einem mit dem Regelstab verbundenen, hydraulisch oder pneumatisch betätigten Hohlkolben im Normalbetrieb kraftschlüssig verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß an der Mutter (2) radial bewegte Hebelelemente (6) befestigt sind, die durch einen Druckspeicher (10) gegen am Hohlkolben (3) befestigte Raster (4) gedrückt werden, wobei der Anpreßdruck 5o bemessen ist, daß der Hohlkolben bei seiner Betätigung in r Notabschaltfall ausrastet.
2. Koppelungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (2) und die durch den Druckspeicher (10) gegen am Hohlkolben (3) befestigte Raster (4) gedrückten Hebelelemente (6) innerhalb des Hohlkolbens angeordnet sind.
3. Koppelungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Schraubenfeder als Druckspeicher (10) vorhanden ist.
4. Koppelungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Tellerfedern als Druckspeicher (10) vorgesehen sind.
5. Koppelungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebelelemente (6) Anpreßrollen (7) tragen, die in angepaßte Formteile als Raster (4) einrasten.
6. Koppelungsmechanismus nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Anpreßrolle (7) drehbar und im Scheitelpunkt zweier als Kniehebel ausgebildeter Hebelelemente (6) gelagert ist, deren andere Enden drehbar gelagert sind, und daß die Lagerung eines der Hebelelemente auf einer axial beweglichen, von dem Druckspeicher (10) beaufschlagten Ringscheibe (8) angeordnet ist.
7. Koppelungsmechanismus nach einem der Ansprüche 5 und f, dadurch gekennzeichnet, daß an der Mutter (2) eine Hülse (5) befestigt ist, die einen -feil der Gewindespindel (1) mit Abstand umgibt, daß am mutterseitigen Ende der Hülse eine Lagerung des Endes eines der Hebelelemente (6) angebracht ist, daß sich zwischen einem unteren an der Hülse befestigten Stützteller (9) und einer die Hülse umgebenden axial auf dieser Hülse beweglichen Ringscheibe (8) mindestens eine Feder als Druckspeicher (10) befindet. B.
Koppelungsmechanismus nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Hülse (5) Anschläge (11) angebracht sind, die die Bewegung der Hebelelemente (6) begrenzen.
9. Koppelungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Raster (4) Nokken sind.
10. Koppelungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Raster (4) als auswechselbare Einsätze des Hohlkolbens (3) ausgebildet sind.