DE1439770B2

DE1439770B2 - COUPLING DEVICE FOR NUCLEAR REACTOR FUEL ELEMENTS

Info

Publication number: DE1439770B2
Application number: DE19611439770
Authority: DE
Inventors: Herbert Chilvers London Knights
Original assignee: UK Atomic Energy Authority
Current assignee: UK Atomic Energy Authority
Priority date: 1960-06-22
Filing date: 1961-06-06
Publication date: 1971-03-25
Also published as: GB909646A; FR1291379A; DE1439770A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Kupplungsvorrichtungen mit einem äußeren rohrförmigen Kupplungsteil, der einen nach innen gerichteten hakenförmigen Kupplungsring aufweist, und mit einem inneren Kupplungsteil aus mehreren federnden Greiffingern, die einen nach außen gerichteten hakenförmigen Kupplungsring bilden und in den Kupplungsring am äußeren Kupplungsteil eingreifen, wobei an der Innenseite des äußeren Kupplungsteiles über dessen Kupplungsring eine druckaufnehmende konische Auflagefläche für die Greiffinger vorgesehen ist, für Kernreaktor-Brennstoffelemente.The invention relates to coupling devices with an outer tubular coupling part, which has an inwardly directed hook-shaped coupling ring, and with an inner one Coupling part made of several resilient gripping fingers, which have an outwardly directed hook-shaped Form coupling ring and engage in the coupling ring on the outer coupling part, with the Inside of the outer coupling part via its coupling ring a pressure-absorbing conical Support surface for the gripping fingers is provided for nuclear reactor fuel elements.

Eine solche Anordnung ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 923 887 zum Verschließen von Flaschenhälsen bekannt, wobei durch leichte Drehung bewirkt wird, daß die Greiffinger hinter den Rand des Flaschenhalses greifen, so daß der Verschluß festsitzt.Such an arrangement is for example from the German patent specification 923 887 for closing known from bottle necks, which is caused by slight rotation that the gripping fingers behind grab the edge of the bottle neck so that the closure is firmly in place.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungsvorrichtung zum Zusammenkuppeln von Brennstoffelementen eines Kernreaktors und vor allem zum Befestigen eines Brennstoffelementes an einem Abschirmstopfen zu schaffen, derart, daß eine ganze Gruppe von Brennstoffelementen mit Abschirmstopfen als eine bewegliche Einheit in einen Kernreaktor eingebracht und aus diesem herausgenommen werden kann, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die aus dem Reaktor herausgenommenen, hochradioaktiven Brennstoffelemente durch Fernbedienung leicht vom wiederverwendbaren Abschirmstopfen abgekuppelt werden können.The invention is based on the object of a coupling device for coupling together Fuel elements of a nuclear reactor and especially for attaching a fuel element to provide a shielding plug, such that a whole group of fuel elements with shielding plugs introduced into and removed from a nuclear reactor as a movable unit can be made, the arrangement being such that the removed from the reactor, highly radioactive fuel elements by remote control easily removed from the reusable Shielding plugs can be uncoupled.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder der eine Spannzange bildenden Greiffinger eine Innenschulter aufweist und im zusammengekuppelten Zustand ein Anschlag innerhalb der Greiffinger vorgesehen ist, derart, daß bei durch die konische Auflagefläche auf die Greiffinger ausgeübtem Druck die Innenschulter auf der Stütze aufliegt und der Anschlag die Einwärtsbiegung der Finger begrenzt.This object is achieved according to the invention in that each of the gripping fingers forming a collet has an inner shoulder and, in the coupled state, a stop within the Gripping finger is provided in such a way that when exerted on the gripping finger by the conical bearing surface Pressure the inner shoulder rests on the support and the stop causes the fingers to bend inward limited.

Durch diese Anordnung wird unter anderem der Vorteil erzielt, daß die Kupplungsverbindung gegen Zug- und Druckbeanspruchung unempfindlich ist, wobei ein Biegen der Greiffinger bei Druckbelastung begrenzt wird.This arrangement has the advantage, among other things, that the coupling connection against Tensile and compressive stress is insensitive, with bending of the gripping fingers under pressure is limited.

Die Stütze kann von einem rohrförmigen Distanzstück gebildet werden, das in der Spannzange befestigt ist, und der Anschlag kann am Mantel eines im äußeren Kupplungsteil befestigten rohrförmigen Distanzstückes vorgesehen werden.The support can be formed by a tubular spacer that is fastened in the collet is, and the stop can be attached to the jacket of a tubular in the outer coupling part Spacer are provided.

Die Erfindung wird nunmehr an Hand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt diese eine Seitenansicht im Mittelschnitt.The invention will now be explained in more detail on the basis of the drawing showing it, for example, namely this shows a side view in central section.

Die Zeichnung zeigt einen rohrförmigen Bauteil 1 mit einem inneren hakenförmig gekrümmten Rand 2, welcher an eine Spannzange 3 angekuppelt ist, die aus einer Reihe von Greiffingern 4 besteht, welche einen äußeren hakenförmigen Kupplungsring 5 bilden, der bei Zugbelastung des rohrförmigen Bauteils 1 und der Spannzange 3 mit dem inneren hakenförmig gekrümmten Rand 2 zusammenwirkt. Der äußere rohrförmige Bauteil 1 weist eine innere konische Auflagefläche 6 auf, welche sich auf den Endstücken 7 der Greiffinger 4 abstützt, wenn die Bauteile druckbeansprucht sind. Die Spannzange 3 ist an jedem Greiffinger 4 mit einer Innenschulter 15 ausgestattet, die mit einer Stütze in Form eines rohrförmigen Distanzstückes 12 zusammenwirkt, welches in die Spannzange 3 eingeschraubt ist, um die Greiffinger 4 gegen Biegeverformung unter dem Einfluß von Druckkräften abzustützen. Ein weiteres Distanzstück 8, welches in den rohrförmigen Bauteil 1 eingeschraubt und durch einen Dübel, eine Madenschraube oder einen Stift 9 in seiner Stellung gehalten wird, ist mit einem Anschlag 16 versehen, der nebenThe drawing shows a tubular component 1 with an inner hook-shaped curved edge 2, which is coupled to a collet 3, which consists of a number of gripping fingers 4, which form an outer hook-shaped coupling ring 5, which when the tubular component is subjected to tensile load 1 and the collet 3 interacts with the inner hook-shaped curved edge 2. Of the outer tubular component 1 has an inner conical bearing surface 6, which is on the End pieces 7 of the gripping fingers 4 are supported when the components are under pressure. The collet 3 is equipped on each gripping finger 4 with an inner shoulder 15 with a support in the form of a tubular Spacer 12 cooperates, which is screwed into the collet 3 to the gripping fingers 4 to support against bending deformation under the influence of compressive forces. Another spacer 8, which is screwed into the tubular component 1 and through a dowel, a grub screw or a pin 9 is held in position, is provided with a stop 16, the next

ίο der konischen Auflagefläche 6 liegt, um eine nach innen gerichtete Bewegung des Greiffingers 4 während der Berührung mit der Fläche 6 zu begrenzen und so zu verhindern, daß die Greiffinger sich aus dem Eingriffsbereich zwischen dem äußeren Kupplungsring 2 und dem inneren Kupplungsring 5 bewegen und dadurch die zugbelasteten Bauteile 1 und 3 entkuppelt werden. Das Distanzstück 8 weist an seinem unteren Ende eine Reihe von durch Schlitze 11 voneinander getrennten Zungen 10 auf und ist in das Distanzstück 12 eingepreßt. Stifte 14 (von denen nur einer gezeigt ist) sind am Distanzstück 12 angeschweißt und sitzen passend in den Schlitzen 11 zwischen den Zungen 10, um eine Relativdrehung der beiden Distanzstücke 8 und 12 und somit der Bauteile 1 und 3 zu verhindern. Ein Dichtungs- bzw. Kolbenring 13 ist vorgesehen, um die beiden Distanzstücke 8 und 12 nach außen abzudichten. ίο the conical bearing surface 6 is to one after to limit inward movement of the gripping finger 4 during contact with the surface 6 and so to prevent the gripping fingers from disengaging from the area of engagement between the outer clutch ring 2 and the inner coupling ring 5 and thereby the tensile loaded components 1 and 3 are uncoupled. The spacer 8 has a number of through at its lower end Slots 11 on separate tongues 10 and is pressed into the spacer 12. Pins 14 (only one of which is shown) are welded to the spacer 12 and fit snugly into the Slots 11 between the tongues 10 to allow a relative rotation of the two spacers 8 and 12 and thus the components 1 and 3 to prevent. A sealing or piston ring 13 is provided to to seal the two spacers 8 and 12 to the outside.

Das Zusammenkuppeln der Bauteile 1 und 3 wird dadurch bewirkt, daß das Distanzstück 8 in die Spannzange 3 eingebracht wird und die Bauteile 1 und 3 zusammengesetzt werden. Da die Greiffinger 4 federnd ausgebildet sind, gleitet der äußere Kupplungsring 5 an den Fingern 4 am inneren Kupplungsring 2 federnd vorbei und springt dann federnd zurück, um auf diese Weise am inneren Kupplungsring 2 anzugreifen, wenn die Bauteile auseinandergezogen werden. Falls aber die Bewegung, welche die Bauteile 1 und 3 zusammenbringt, sich fortsetzt, nachdem der Kupplungsring 5 den Kupplungsring 2 passiert hat, dann bewegen sich die Stifte 14 in die Schlitze 11 im Distanzstück 8 hinein, während sich die Auflagefläche 6 auf die Endstücke 7 der Greiffinger 4 aufsetzt. Um die Bauteile 1 und 3 zu entkuppeln, werden die Greiffinger 4 mit einem entsprechenden ringförmigen Werkzeug nach innen gedrückt und dann die Bauteile voneinander weggezogen.The coupling of the components 1 and 3 is effected in that the spacer 8 in the Collet 3 is introduced and the components 1 and 3 are assembled. Since the gripper fingers 4 are resilient, the outer coupling ring 5 slides on the fingers 4 on the inner coupling ring 2 resiliently past and then springs back to the inner coupling ring 2 attack when the components are pulled apart. But if the movement that the components 1 and 3 brings together, continues after the coupling ring 5 passes the coupling ring 2 has, then the pins 14 move into the slots 11 in the spacer 8, while the support surface 6 touches the end pieces 7 of the gripping fingers 4. In order to uncouple components 1 and 3 the gripping fingers 4 pressed inwards with a corresponding annular tool and then the components pulled away from each other.

Es kann beispielsweise das Distanzstück 8 mit dem Abschirmstopfen und das Distanzstück 12 mit einer Kette von Brennstoffelementen verbunden werden, welche von unten in einem Reaktorkern abgestützt werden. Während der Beschickung steht die Kupplungsvorrichtung unter Zugspannung, und die Kupplungsringe 2 und 5 sind im Eingriff, aber sobald die Brennstoffelemente sich im Reaktorkern in ihrer Ruhestellung befinden, wird der Abschirmstopfen durch die Auflagefläche 6 und die Endstücke 7 gehalten, und die Kupplungsvorrichtung steht unter Druckbeanspruchung. Es ist jedoch erforderlich, daß die Kupplungsringe 2 und 5 beim Entladen wieder in Eingriff kommen. Die Endstücke 7 der Greiffinger 4 werden daher durch den Anschlag 16 daran gehindert, den Eingriffsbereich zwischen den Kupplungsringen bzw. Rändern 2 und 5 zu verlassen und durch das Zusammenwirken zwischen der Schulter 15 und dem Distanzstück 12 aus diesem Bereich herausgebogen zu werden. Die konische Auflagefläche 6 und die konischen Endstücke 7 weisen keine PunktberührungIt can, for example, the spacer 8 with the shielding plug and the spacer 12 with a Chain of fuel elements are connected, which are supported from below in a reactor core will. During loading, the coupling device and the coupling rings are under tension 2 and 5 are in engagement, but as soon as the fuel elements are in their Are in the rest position, the shielding plug is held by the support surface 6 and the end pieces 7, and the coupling device is under compressive stress. However, it is required that the coupling rings 2 and 5 come into engagement again during unloading. The end pieces 7 of the gripping fingers 4 are therefore prevented by the stop 16 from leaving the area of engagement between the coupling rings or edges 2 and 5 and through the interaction between the shoulder 15 and the spacer 12 is bent out of this area to become. The conical support surface 6 and the conical end pieces 7 have no point contact

auf, so daß ein Druckschweißen der beiden Bauteile 1 und 3 vermieden wird.so that pressure welding of the two components 1 and 3 is avoided.

Claims

Patent claims:

1. Coupling device with an outer tubular coupling part, the one inward has directed hook-shaped coupling ring, and with an inner coupling part several resilient gripping fingers that have an outwardly directed hook-shaped coupling ring form and engage in the coupling ring on the outer coupling part, on the inside of the outer coupling part via its coupling ring a pressure-absorbing conical bearing surface for which Gfeiffinger is intended, for nuclear reactor fuel elements, characterized in that each of the gripping fingers (4) forming a collet (3) has an inner shoulder (15) and is coupled together State a stop (16) is provided within the gripping fingers (4) such that at pressure exerted on the gripper fingers by the conical contact surface (6), the inner shoulder (15) rests on a support (12) and the stop (16) bends the gripping fingers inward limited.

2. Coupling device according to claim 1, characterized in that the support (12) of a tubular spacer is formed which is fastened in the collet (3), and the stop (16) on the jacket of a tubular spacer attached in the outer coupling part (1) (8) is provided.

1 sheet of drawings