DE1489640B1

DE1489640B1 - Antriebsanordnung fuer ein vertikal bewegliches Steuerorgan in einem Kernreaktor

Info

Publication number: DE1489640B1
Application number: DE19651489640
Authority: DE
Inventors: Joensson Kjell Erik Lennart
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1964-07-02
Filing date: 1965-06-26
Publication date: 1969-10-23
Also published as: SE311551B; GB1103878A; US3432387A; BE666261A; NL6507997A

Description

1 2

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsanord- und den Querschnitt des Zylinders nicht vollständig

nung für ein in einen Kernreaktor von oben her ein- ausfüllt und daß der tellerartige Kolben in der gegen

schiebbares und vertikal bewegliches Steuerorgan, den oberen Kolben angepreßten Stellung mit dem

bestehend aus einem Zylinder mit zwei übereinander oberen Kolben einen mit Druckmittel gefüllten Raum

angeordneten Kolben, von denen der untere über 5 einschließt, dessen Druck im Normalbetrieb kleiner

eine nach unten weisende Kolbenstange mit dem und im Schnellabschaltfalle gleich groß oder größer

Steuerorgan in starrer Verbindung steht und der ist als der Druck im Zylinderraum unterhalb des

obere in seiner Höhe verstellbar ist, und einer Druck- unteren Kolbens.

mitteleinrichtung, die Druckmittel in den Zylinder- Bei einem derartigen Antrieb braucht der tellerraum unterhalb des unteren Kolbens liefert und im io artige, untere Kolben, der das Steuerelement trägt Normalbetrieb den unteren Kolben entgegen seinem und selbst vom Druckmittel getragen wird, nicht an Gewicht gegen den oberen Kolben anpreßt. der Zylinderwand abgedichtet zu werden. Man erKernreaktoren haben gewöhnlich Steuerorgane in spart so eine Dichtungsstelle, die Anlaß zu einer verForm von Steuerstäben, die in den Reaktorkern ein- hältnismäßig großen Reibung gibt und so die Fallgeschoben werden. Um größtmögliche Sicherheit zu 15 bewegung des Steuerorgans bei einer Schnellabschalerreichen, ist es bekannt, die Steuerstäbe so anzu- tung des Reaktors beeinträchtigen kann,
ordnen, daß sie von oben eingeschoben werden, so Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im daß sie auf Grund ihres Eigengewichtes in den Reak- folgenden an Hand einer Schnittzeichnung näher betorkern hinabfallen und dadurch den Reaktor ab- schrieben.

schalten können, wenn entweder ein schnelles Ab- 20 In der Zeichnung bezeichnet 4 einen Zylinder, der schalten des Reaktors erwünscht ist oder Fehler im unten durch einen Deckel 5 verschlossen ist. Dieser Antrieb des Steuerstabes auftreten. Deckel sitzt auf der teilweise angedeuteten Kernkopf-Es ist bereits bekannt, die Steuerorgane eines Kern- stückplatte 26 des Reaktors und verschließt eine öffreaktors sowohl mechanisch wie auch mit einem nung 27 des Gehäuses, durch die das Steuerorgan in Druckmittel zu betätigen. Die mechanische Betäti- 25 den Reaktor eingeführt werden kann. Den Deckel 5 gung geschieht mittels einer Schraube und die Druck- durchsetzt eine rohrartige Kolbenstange 2, die an mittelbetätigung mittels eines Kolbens. Der Kolben ihrem unteren Ende das Steuerorgan 1 trägt, das die stützt sich an einer Mutter der Schraube ab, ohne Form eines kreuzförmigen Steuerstabes hat. Eine damit verbunden zu sein. Bei dieser bekannten An- Dichtung 3 bewirkt die Abdichtung der Kolbenordnung werden die Steuerstäbe in den Reaktor von 30 stange 2. Die Stange 2 trägt an ihrem oberen Ende unten eingeführt (vgl. die USA.-Patentschrift einen kolbenförmigen Körper 17, dessen größter 3 031 397). Das bedeutet, daß eine entsprechende Durchmesser kleiner ist als der lichte Durchmesser Druckenergie vorhanden sein muß, um eine Bewe- des Zylinders 4. Zur Führung des Körpers 17 im gung zu erhalten. Da aber die vom Druckmittel ge- Zylinder dienen im Körper 17 eingesetzte und an steuerte Abschaltbewegung des Steuerstabes nur in 35 seinem Umfang verteilte Stifte 21.
Notfällen in Frage kommt, ist es keineswegs sicher, Im Zylinder 4 sitzt weiter verschiebbar ein KoI-daß die notwendige Druckenergie in einem solchen ben 6 mit einer Mutter 28. Der Kolben 6 trägt an Notfall zur Verfügung steht. Bei einem Unfall kann seinem Umfang Kolbenringe 29 und eine Dichtung sehr leicht auch das Drucksystem beschädigt werden, 30. Die Mutter 28 nimmt eine Gewindespindel 7 auf, so daß die notwendige Bewegung des Steuerstabes, 40 die im wesentlichen innerhalb der Kolbenstange 2 die den Reaktor abschalten soll, nicht erfolgen kann. liegt. Der gewindelose Teil 25 der Stange ist im Dek-Diese Mängel vermeidet ein bekannter Antrieb, bei kel 31 des Zylinders 4 drehbar und axial unverschiebdem ein in einem Zylinder verschiebbarer Träger des bar gelagert und wird über eine Kupplung 32 von Steuerorgans von einem Druckmittel entgegen seinem einem Motor 8 aus angetrieben, dessen Grundplatte Gewicht in Verbindung mit einem in seiner Höhe 45 auf einem Zwischenstück 33 befestigt ist, das die verstellbaren, im gleichen Zylinder angeordneten An- Kupplung 32 aufnimmt. Der Kolben 6 hat einen rohrtriebskolben gehalten wird. Das Steuerorgan und sein artigen Ansatz 24. Er trägt an seinem oberen Ende Antrieb sind somit nicht fest miteinander verbunden, einen Flansch 9, der mit einer vorspringenden Nase werden aber vom genannten Druckmittel in einer in eine Nut 10 des Zylinders 4 eingreift und so eine gleichsam gekuppelten Lage gehalten, so daß das 50 Drehung des Kolbens 6 verhindert.
Steuerorgan allen Bewegungen des Antriebskolbens Der Kolben 6 teilt den Zylinderraum in zwei folgt. Soll der Steuerstab schnell in den Reaktorkern Räume 34 und 35. Der Zylinder hat oberhalb seines eingeschoben werden, so kann das Steuerorgan durch unteren Deckels 5 einen ringförmigen Einsatz 36 und Absenken des Druckes des das Steuerorgan tragen- bildet hier einen im Durchmesser kleineren Raum 20. den Druckmittels unmittelbar vom Antrieb frei ge- ₅₅ Dieser Raum steht durch mehrere Bohrungen 16 mit macht werden und auf Grund seines Eigengewichts in einem Ringraum 37 in Verbindung. Diesem Raum den Reaktorkern hinabfallen. Wenn der Druck im kann durch eine Bohrung 38 ein Druckmittel zu-Drucksystem des Steuergeräts auf Grund irgendeines geführt werden, und zwar über eine Leitung 11 und Fehlers verschwindet, erfolgt in derselben Weise das ein Dreiwegeventil 12, an dem eine Abflußleitung 14 Abschalten des Reaktors automatisch (vgl. die bri- 60 angeschlossen ist.

tische Patentschrift 913 405). _Der Kolben 6 hat einen nach unten gerichteten

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Ansatz 39 mit einer Innenfläche 18 a, die einem

einer Schnellabschaltung des Reaktors die Fallbewe- Kegelmantel entspricht. Der kolbenförmige Körper

gung des Steuerorgans möglichst wenig zu beein- 17 ist an seinem oberen Ende gleichfalls kegelförmig

trächtigen und somit eine höhere Betriebssicherheit 65 gestaltet, die entsprechende Fläche ist mit 18 b be-

zu erreichen. zeichnet. Beide Flächen liegen aneinander und schlie-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- ßen einen Raum 19 zwischen dem Kolben 6 und dem

löst, daß der untere Kolben tellerartig ausgebildet ist Körper 17 ein, der in dem Ausführungsbeispiel über

den Ringraum 40 und durch Löcher 22 in der Kolbenstange 2 mit dem Reaktorraum in Verbindung steht. Weiter ist im Kolben 6 eine Bohrung 23 vorgesehen, die den Raum 19 mit dem Zylinderraum 34 verbindet.

Durch die Leitung 13 wird dem Zylinderraum 35 ein höherer Druck zugeführt, als er im Keaktorraum und damit auch im Raum 19 bestellt. Durch diesen Druck wird der Körner 17 mit seiner Kegelfläche IH /) gegen die Fläche ISa des Kolbens 6 gepreßt und somit der Raum 19 gegenüber dem Überdruckraum 35 abgesdii'.is-.en. Wird die Gewindespindel 7 vom Motor 8 aus in der jun.;¹. oder anderen Richtung gedrehi. so verschiebt sich der Kolben ti ^;e nach Drehrichtung der Schraube 7 nach unten oder nach oben. Der Bewegung des Kolbens 6 nach unten folgt der Körp-r 17 /.\vang!üufig. Wird der Kolben 6 nach oben \er<ehoben. so hak der Überdruck im Raum 35 den Körper Π in Verbindung mit dem Kolben, d. h.. das Steuerorgan wird zusammen mit dem Koibcn 6 nach oben verschoben. Im Raum 34 besteht derselbe Druck wie im Reakturraum. Es ist also nicht notwendig, die Mutier 28 auf ihrem Gewinde besonders abzudichten.

Soil der Reaktor schnell abgeschaltet werden, so wird durch das Ventil 12 der Raun; 35 mit der Leitung 14 verbunden, der Kolben 17 ist dann nicht mehr vom Druckmittel getragen, er fällt nach unten, wobei seine Bewegung, wenn ve zu schnell werden sollte, zunächst dadurch begrenzt wird. daß das Druckmittel durch den Ringraum zwischen Zylinder 4 und KoI-ben 17 strömen muß. Um zu \ erhindern, daß der Kolben Yl auf den Deckel 5 hart anschlägt, sind die Bohrungen 16 im Zinsatz 26 vorgesehen. Diese werden nacheinander \on dem Kolben 17 verschlossen, so daß die Dämp^fungs\virkimg progressiv steigt.

35

Claims

Patentansprüche

i. Antriebsanordnung für ein in einen Kernreaktor von üben her eiiischiebbnres and verikal bewegliches Steuerorgan, bestehend .;:.is einem Σ;»linder mit zwei übereinander angeordneten Kolben, von denen der untere über eine nach unten weisende Kolbenstange mit dem Steuerorgan in starrer Verbindung steht und der obere in seiner Höhe verstellbar ist. und einer Druck- !rütteleinrichtung, die Druckmittel in den Zylinderraurn unterhalb des unteren Kolbens liefert und irn Normalbetrieb den unteren Kolben entgegen seinem Gewicht gegen den oberen Kolben anpreßt, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Kolben (17) tellerartig ausgebildet ist und den Querschnitt des Zvlinders (4) nicht vollständig ausfüllt und daß der tellerartige Kolben (17) in der gegen den oberen Kolben (6) angepreßten Stellung mit dem oberen Kolben (6) einen mit Druckmittel gefüllten Raum (19) einschließt, dessen Druck im Normalbetrieb kleiner und im Schnellabsehaltfaile gleich groß oder größer ist ais der Druck im Zvlinderraum unterhalb des unteren Kolbens.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Kolben (6) und an dem das Steuerorgan tragenden, unteren Kolben (17"! nitte:;!ander zusammenwirkende kegeimantelförmige Dichtungsflächen (18 t:. 18/') ausgebildet sind.
3. Anc-"dining nach Anspruch 1. dadurch L;ekennzeichnel, daß der Raum (Iv). den der das Steuerorgan tragende, untere Kolben (!7) zusammen mit dem oberen Kolben (6) einschließt, mit einem unter Reaktordruck stehenden Raum in Verbindung steht.
4. Anordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des \ on: tellerartigen unteren Kolben : 17) nicht ausgefüllten Zylinderquerschnittes so bemessen ist, daß die bei einer Druckentlastung eintretende Fallbewegung des Steuerorgans (1) gedämpft wird.
5. Anordnung nach Anspruch i. dadurch gekennzeichnet, daß der mit einem kleineren Außendurchmesser als der Innendurchmesser des Zylinders ausgebildete teilerartige. untere Kolben (17) durch Führungsorgane (21) an der Innenwand des Zylinders (4) geführt ist.
ή. Anordnung nach Anspruch i. dadurch gekennzeichnet, daß der obere Kolben (6) mit einem Kanal (23i versehen ist, der den Raum (19) zwischen dem oberen Kolben (6) und dem teilerartigen, unterer. Kolben (17) mit den ion der freien Seite des Kolbens (6) begrenzten ZUiivJerraum verbindet.
7. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- bzw. Aiistrittsöffnung (16> des Zvlinders (4) für das das Steuerorgan (1) tragende Druckmittel als Drosseiöffnung ausgebildet ist.

Λ Anordnung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß im Zylinder (4) in der Bewegungsrichtung des Steuerorgans (1) mehrere Drosseiöffnungen (16) hintereinander angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen CCPY